Lernen wir etwas über Energie: BTUs.
Geben Sie 1 Pfund Wasser (nur knapp ein halbes Liter) auf den Herd und stecken Sie ein Thermometer hinein. Schalten Sie den Ofen ein und beobachten Sie, wie sich das Wasser auf dem Thermometer erwärmt.
Sie beobachten Energie in Aktion. Jeder Temperaturanstieg um 1 Grad bedeutet, dass Sie dem Wasser 1 "BTU" (British Thermal Unit) Energie hinzugefügt haben. Also, wenn es 62F ist und Sie zu 212F gehen, dauert es - können Sie raten? 150 BTUs, um das Pfund Wasser um 150 Grad anzuheben.
Und diesmal. Sie können herausfinden, wie viele BTUs pro Minute Ihr Ofen in das Wasser eingeben kann (bei dieser Flammeneinstellung). Richtig?
Wie viele BTUs werden benötigt, um 213 Grad zu erreichen, d. h. aus Wasserdampf gekocht? Es ist nur noch ein Grad. Noch eine BTU, richtig? Nee.
Tatsächlich können Sie die Zeit festlegen. Sie wissen, wie viele BTUs pro Minute der Ofen löscht. Wie viele Minuten, um das ganze Wasser abzukochen? Das zeigt Ihnen, wie viele BTUs benötigt werden. Es geht um 1000 BTUs. Das wandelt Wasser von 212F-Flüssigkeit in 212F-Dampf um.
Was ist damit los? Dies wird als latente Verdampfungswärme oder als latente Enthalpiewärme bezeichnet. Dies ist die Energie, die für den Zustandswechsel von Flüssigkeit zu Gas benötigt wird. Sie müssen diese 1000 BTU in das heiße Wasser pumpen, damit es kocht.
Wenn eine Heizung oder Klimaanlage BTUs spezifiziert, bedeutet dies übrigens wirklich BTUs pro Stunde. Dies ist eine Rate -Einheit, die die Leistung (wie Watt) und nicht die Energie angibt. Eine echte BTU ist das, was Sie gerade auf dem Herd gemacht haben.
Und ... Propan hat das auch
Denken Sie darüber nach, wie flüssiges Propan funktioniert. Es wird als Flüssigkeit geliefert. Es sitzt als Flüssigkeit im Tank. Aber du benutzt es als Gas. Also was passiert gerade? Wenn Sie das Ventil öffnen, kocht ein Teil des Propans, um das von Ihnen verwendete Gas zu erzeugen.
Aber warte. Benötigt man nicht viel Energie, um von flüssig in gasförmig umzuwandeln? Wie 1000 BTU pro Pfund? Ja. Ja das tut es. Etwa 1/5 des Wassers: 184 BTU / lb, was immer noch von Bedeutung ist. Woher kommt diese Energie?
Das Propan absorbiert sie aus dem Propan im Tank. Wenn Sie also mit flüssigem Propan von 80 ° F begonnen haben (sagen wir, es ist Sommer), haben Sie bald flüssiges Propan von 70 ° F. Dann 60 Grad Propan, wenn Sie mehr und mehr verwenden ... 50 Grad F ... 40 Grad F ... und übrigens haben Sie gerade entdeckt, wie Klimaanlage funktioniert :)
In der Zwischenzeit ist die Tank wird von der Umwelt erwärmt. Die Wärmeübertragungsrate wird durch die Temperaturdifferenz (Propan gegenüber Außen) bestimmt. Im Sommer ist das ganz einfach: Ein Unterschied von 40 Grad (80F gegenüber 40F) absorbiert Wärme doppelt so schnell wie 80F gegenüber 60F. Es erreicht an der einen oder anderen Stelle ein Gleichgewicht. Im Sommer.
Aber wenn Sie es im Winter tun, sagen Sie, es ist 0F draußen ... Sie lassen das Propan laufen und es wird kälter ... -20 ... -40 ... Jetzt beträgt Ihr Temperaturunterschied 20 Grad ... dann 40 Grad und Wärmeübertragung verdoppelt sich ... Außer, dass bei -40 etwas passiert. Das ist der Siedepunkt von Propan natürlich (wie der 212F von Wasser). Unterhalb dieser Temperatur will es überhaupt nicht kochen. Was also aus dem Rohr kommt, ist entweder flüssiges Propan (das Sie nicht wollen) oder viel zu wenig Propan. In beiden Fällen ist die Propanversorgung zusammengebrochen.
Und weil die Außentemperatur so niedrig ist, hat der Propantank nur sehr wenig Wärmequelle. Infolgedessen kann es sehr wenig Gas produzieren.
Aber genau dann ist Ihre Nachfrage am höchsten, nicht wahr? Ihr Ofen läuft hart, der Generator arbeitet hart, Sie kochen, verwenden heißes Wasser ...
Reparieren
Wie Sie festgestellt haben, können Sie warmes Wasser in den Tank geben, das vorübergehend etwas Wärme einspeist, damit das Propan mehr Gas kochen kann. Aber es wird bestimmt nicht von Dauer sein. Schlimmer noch, dieser Propantank wird jedes Wasser einfrieren, das ihn berührt, so dass zusätzliches Wasser nur verschwendet wird, da es nicht einmal das Eis schmilzt, das durch vorherige Güsse auf den Tank verkrustet ist. Diese Strategie wird sich also nicht wirklich ausdehnen.
Kurzfristig ist es einfach am besten, die Auslosung zu reduzieren. Reduzieren Sie das Kochen, den Warmwasserverbrauch und die Generatorlast. Kann offensichtlich nicht viel gegen die Ofenlast tun. Sie könnten sogar ein Thermometer am Tank anbringen und wissen, dass Sie den Gasverbrauch senken müssen, wenn der Tank zu kalt wird.
Sie können auch versuchen, den Tank nachzufüllen. Wenn das Propan nur das untere Viertel des Tanks berührt, bedeutet dies, dass die Wärme nur durch 1/4 der Kontaktfläche mit der Außenseite übertragen wird. (Plus ein wenig Leitung an den Stahltankseiten). Mehr Propan bedeutet auch mehr thermische Masse im Propan, was bei kurzfristigen Nutzungsausbrüchen hilft.
Halten Sie den Schnee rund um den Tank frei. Der Boden des Tanks ist die zuverlässigste Oberfläche, da er bei allen Füllständen funktioniert - Sie können es sich nicht leisten, ihn außer Betrieb zu setzen. Sie möchten, dass der Wind frei über die Unterseite des Panzers peitscht. Wenn es durch Schnee blockiert ist, der einen Großteil Ihrer Wärmequelle wegnimmt, wenn es fast leer ist.
Es scheint sehr seltsam, 0F oder -10F Umgebungsluft als Wärmequelle zu sehen, aber um einen Propantank über -40 zu halten, funktioniert es .
Sie können versuchen, den Tank zu heizen. Zum Beispiel stellen sie Wärmebänder her, die verhindern sollen, dass Wasserleitungen einfrieren. Sie könnten es um den Tank wickeln und sich auf den Boden konzentrieren. Oder Sie können das Frostschutzmittel des Generators auf ein paar isolierten Rohren ausrichten und Stahlrohre am Boden des Tanks befestigen, um ihn zu erwärmen. Stellen Sie einfach sicher, dass es sich um eine Quelle mit geringer Wärmeentwicklung handelt, die etwa 200 Grad Fahrenheit nicht überschreitet und keine offene Flamme hat. Es kann sinnvoll sein, Optionen mit Ihrem Propanlieferanten zu besprechen.
Sie können auch versuchen, "Kühlrippen" am Tank zu befestigen. Das Ziel ist es, Wärme zu absorbieren, anstatt sie abzustrahlen. Sie möchten die thermische Oberfläche des (Bodens des) Tanks so weit wie möglich vergrößern.
Sie können die Oberfläche auch vergrößern, indem Sie einen größeren Tank verwenden. Sie möchten einen dünnen, schmalen Tank, keinen kurzen, prallen, um die Oberfläche zu maximieren.
Nicht viel isolieren
Und Sie möchten den Tank nicht isolieren. Isolieren Sie zumindest nicht mehr als den Bereich um die Heizung. Durch den freien Kontakt des Stahltanks mit der Luft funktioniert er normal .
Einige Tankheizungslösungen isolieren den gesamten Tank. Dies liegt jedoch an einer falschen Vorstellung des Problems, und der Effekt besteht darin, dass Sie zu 100% auf die Heizungslösung angewiesen sind! Wenn es kaputt geht, schlägt Ihre Propanabgabe fehl, weil der Tank keine Umgebungswärme mehr aufnehmen kann.
Folgen wir dem springenden Ball. Wir müssen die Propantemperatur deutlich über -40 halten. Angenommen, die Umgebungsluft ist 0F. Wir verwenden ein System, das 5% der Tankoberfläche auf 150F erwärmt, was eine sehr gute Wärmeübertragung ermöglicht, und dass die unmittelbare Umgebung isoliert ist, damit unsere 150F-Quelle die Welt nicht erwärmt. Durch Konvektion (Selbstrühren der Flüssigkeit) erwärmt sich das Propan auf -5 ° F, auch wenn Gas angesaugt wird. Wir halten also sogar bei -5. Die Sorge ist: "Oh nein! Mit nur 5% des isolierten Tanks erwärmt es die Welt durch die nicht isolierten 95% des Tanks!" Nein, das ist es nicht. Das Propan bei -5F ist kälter als das Äußere bei 0F, so dass die Wärme immer noch von außen in den Tank gelangt. Draußen hilft, nicht stehlen. Natürlich könnte ein Erwärmungssystem einige Informationen installieren, um sicherzustellen, dass die Heizung niemals unnötig läuft, indem Innen- und Außentemperaturen verglichen werden und nur dann gearbeitet wird, wenn die Absorption von außen nicht ausreicht.
Isolierung ist nur dann sinnvoll, wenn Sie mit extrem bitterer Kälte in Sibirien / Valdez / Nuvanut zu tun haben, bei der Umgebungsluft von -20 oder weniger regelmäßig ist.