Wie viel Wärme kann eine Kerzenlaterne beim Wintercamping liefern?

Bei der Beantwortung dieser Frage habe ich verworfen, dass eine Kerzenlaterne beim Wintercamping bis zu 10 Grad (F) Temperaturunterschied bieten kann. Ich habe das schon öfter gehört, aber stimmt das? Ich nehme an, es gibt Unterschiede zwischen Schneehöhlen (gut isoliert) und Zelten (weniger) ... Hat jemand irgendwelche kalten harten Zahlen?

Und wissen Sie, wir könnten MythBusters bitten, das zu testen, aber ich würde mein Zelt nicht bei der Explosion verlieren wollen. :) Es wäre jedoch ein einfaches Experiment, also neige ich dazu, es zu einem Wochenendprojekt zu machen, oder vielleicht über die Weihnachtsferien.
@DonBranson Das wäre großartig. Ich liebe Diagramme, Grafiken und wiederholbare wissenschaftliche Ergebnisse ;) - Oh, und willkommen bei Outdoors.SE.
Kurz gesagt: Es kann ein wenig Wärme spenden, aber Sie wollen nicht darauf angewiesen sein, um zu überleben.
Ich denke, das hängt mit Schneelöchern zusammen . Wo Kerzen oft verwendet werden, um den Innenraum zu heizen. Schneelöcher sind viel, viel besser isoliert als ein Zelt.
Es ist sehr wichtig, die Temperatur eines Iglus niemals so weit zu erhöhen, dass sich Eis an der Innenwand eines Iglus bilden und somit die Isolationseigenschaften des Schnees unbrauchbar machen würden. In einem Iglu eine angenehme Temperatur zu halten, ist eine Kunst.

Antworten (3)

Ich bin mehrmals im Winter campen gegangen, normalerweise in einem Zelt, und ich vermeide Kerzen in einem Zelt, also habe ich keine Daten darüber.

Auf einer langen Wochenendreise übernachtete ich jedoch in einem aus Schneeblöcken gebauten Iglu nördlich von Grand Rapids MN. Nachdem wir vier auf der Reise weit genug in die Suomi Hills (siehe Karte ) gefahren waren, um weit genug von Straßen und Wegen entfernt zu sein, trampten wir eine Schneefläche auf einem See hinunter, schnitten dann nach ein paar Stunden Schneeblöcke aus und bauten einen Iglu, außen etwa 3 Meter breit und innen etwas weniger als 1,8 m hoch. Nachdem es fertig war, ließ ich drinnen eine kleine Laterne brennen, während wir draußen das Abendessen zubereiteten.

Allein die Kerze erwärmte die Luft im Iglu auf 4°C (40°F), was ich als etwa 5°C (8°F) Erwärmung zählen würde, wenn ich annehme, dass die Innenfläche des Iglus etwa 32°C beträgt F (0°C). Der kleine Eingang zum Iglu war die meiste Zeit bedeckt. Die Luft im Iglu erwärmte sich auf 50°F (10°C) mit uns allen darin, während die Außenlufttemperatur von 24°F (-4°C) bis -12°F (-24°C) schwankte .

Es gibt einen GROSSEN Unterschied in der Isolierung, die ein Iglu im Vergleich zu einem Zelt bietet. Die Isolierung eines Zeltes ist minimal, so dass die meiste Wärme sofort verloren geht. Da Schnee ein guter Isolator ist und sich daher eine kleine Menge Wärme schnell ansammeln kann.

Selbst im kleinsten Zelt einen Temperaturanstieg von 6°C (10°F) durch eine Kerze zu erreichen, ist eindeutig Unsinn. Rechne nach.

Stellen Sie sich vor, dass eine Kerze ungefähr 80 W abgibt. Natürlich gibt es große Unterschiede von Kerze zu Kerze, aber dies liegt im angemessenen Bereich für eine typische moderne Paraffinkerze. Sagen wir 100 W, um großzügig zu sein.

Als nächstes müssen wir die Oberfläche ermitteln, über die sich dieser angenommene Unterschied von 6 °C (10 °F) verteilen wird. Ungefähr das kleinste, das man ein "Zelt" nennen könnte, müsste lang genug sein, damit sich eine Person hinlegen kann, mit etwas zusätzlichem Raum seitlich und an Kopf und Zehen. Nehmen wir an, die Stellfläche beträgt 2,4 x 0,9 m² (8 x 3 Fuß). Das ist nach den meisten Maßstäben "klein". Nehmen wir auch an, der Boden ist isoliert. Das bedeutet, dass die 100 W allein aufgrund der Stellfläche auf mindestens 2,2 m² verteilt werden. Offensichtlich wird die Höhe des Zeltes etwas dazu beitragen. Lassen Sie uns noch einmal großzügig sein und sagen, dass die betreffende Fläche nur 2,3 m² groß ist. Das ist sehr klein.

Die Ableitung von 100 W auf 2,3 m² (25 Quadratfuß) bedeutet 44 W/m² (4 Watt pro Quadratfuß) oder 13,7 BTU/h pro Quadratfuß. Bei einem Isolations-"R-Wert" von 1 ft²·°F·h/BTU (0,176 m²·K/W) würden 13,7 BTU/h pro Quadratfuß (44 W/m²) eine Temperatur von 7,6 °C (13,7 °F) verursachen. erhebt euch. Das bedeutet, dass der Zeltstoff einen R-Wert von 0,128 m²·K/W (0,73 ft²·°F·h/BTU) aufweisen müsste, um den Anstieg von 6 °C/10 °F bei derselben Leistungsstufe auszuhalten. Das wird nicht passieren Um dies ins rechte Licht zu rücken: 1/2 Zoll (1,3 cm) Sperrholz hat einen R-Wert von 0,63 ft²·°F·h/BTU (0,111 m²·K/W) und 1/2 (1,3 cm) Trockenbau von 0,079 m²·K/W (0,45 ft²·°F·h/BTU) Glauben Sie wirklich, dass ein paar Mil (~50 µm) Nylon besser isolieren als 1,3 cm (1/2 Zoll) Sperrholz? ?

Und dies ist nur ein Blick auf die Wärmeverluste durch das Zeltwandgewebe. Natürlich wird es eine gewisse Belüftung geben, so dass ein beträchtlicher Teil der Wärmeleistung durch Konvektion verloren geht. Und das waren alles ziemlich konservative Zahlen, besonders wenn man bedenkt, dass wir von einem 4-Jahreszeiten-Zelt sprechen würden, wenn dies wichtig wäre, und diese tendenziell größer sind. Selbst wenn man die konservative Grundfläche von 3 x 8 Fuß (0,9 × 2,4 m²) nimmt und eine Seitenwand hinzufügt, die rundherum nur 3 Fuß (0,9 m) hoch ist, werden 6,2 m² (66 Quadratfuß) hinzugefügt. 8,4 m² Fläche wären immer noch ein kleines Zelt. Bedenken Sie, dass dies einer Stoffbahn von 9,5 x 9,5 Fuß (2,9 Meter) entspricht.

Der Punkt der ultra-konservativen Zahlen war zu zeigen, dass es nicht einmal annähernd so ist, also ist der Anstieg von 10 ° F (6 ° C) von einer Kerze in einem echten Winterzelt völlig absurd.

Um hinzuzufügen, dass, wenn die 10 ° / Kerze wahr wären, es nicht viele Kerzen brauchen würde, um ein Zelt auf nahezu Raumtemperatur zu erwärmen, aber es sollte nicht zu schwer sein zu erkennen, dass dies nicht passieren wird.
Ahh, aber Snow ist in der Tat ein viel besserer Isolator, wie sich das OP in der Frage gewundert hat. en.wikipedia.org/wiki/R-value_(insulation) stellt fest, dass es R-1 ist, was die Zahlen etwas anders machen würde.
@sgd: Zu sagen, dass Schnee einen bestimmten R-Wert hat, macht keinen Sinn. Vielleicht hat eine bestimmte Art von Schnee in einer bestimmten Tiefe einen einigermaßen wiederholbaren R-Wert, aber nur „Schnee“ nicht. Damit dieser Schnee in der obigen Analyse eine Rolle spielt, müsste er auf jeden Fall das Zelt bedecken. Ein schneebedecktes Zelt wäre besser isoliert als ein unbedecktes, aber nur bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt. Schnee ist im Wesentlichen ein unendlicher Kühlkörper an seinem Schmelzpunkt.
@OlinLathrop Ich habe die ursprüngliche Frage aufgegriffen und nach Schauhöhlen gefragt. In der Tat können sie von einer einzelnen Kerze oder sogar nur von abgestrahlter Körperwärme ziemlich stark erwärmt werden.
Kann keinen Fehler in Ihrer Mathematik finden (habe es nicht gründlich überprüft). Aber ich habe erlebt, dass Menschen ein Zelt spürbar erwärmen. Und sie produzieren auch im Schlaf etwa 80-100 W.
Außerdem kenne ich viele Gärtner, die mit Kerzen die Temperatur in ihren Gewächshäusern über dem Gefrierpunkt halten. Diese sind viel größer als Zelte und nicht so viel besser isoliert ...
Zwei Bemerkungen. Erstens: Ich habe SI-Einheiten in Ihre Antwort bearbeitet (mit Ausnahme der Größen in W, die bereits in SI waren). Ich nehme an, die R-Werte waren in ft²·°F·h/BTU, aber die Einheit wurde nicht angegeben, also habe ich mich möglicherweise geirrt (und in diesem Fall wird meine Umrechnung in SI-Einheiten auch falsch sein). Zweitens: Ihre Berechnung bezieht sich auf ein einwandiges Zelt. Bei einem doppelwandigen Zelt kommt die Isolierung aus der Luftschicht zwischen Innen- und Außenzelt, und Luft ist ein sehr guter Isolator. Das kann die Berechnung erheblich verändern.
@whatsisname Es würde eine anständige Zahl erfordern - der Wärmeverlust steigt linear mit der Temperatur. Es braucht 3 Kerzen, um den Gewinn zu verdoppeln, 6, um ihn zu verdreifachen und so weiter.

Eine kleine Kerze brennt etwa 3,5 g pro Stunde. Paraffin hat 19.900 btu / Pfund (46 MJ / kg). Eine kleine Kerze setzt also etwa 19900/(8*16)=155 btu/Stunde (45 W) frei.

Ein halbkugelförmiges Iglu mit einem Durchmesser von 1,5 Metern (einschließlich Boden) hat eine Fläche von etwa 235 Quadratfuß (21,8 m²). Die Temperaturänderung betrug 8 Grad F (5°C). Ein richtiges Iglu ist etwa 0,3 m dick. Ein Fuß trockener Schnee hat einen R-Wert von 12 ft²·°F·h/BTU (2,1 m²·K/W). Die Standard-Wärmeverlustberechnung lautet: SF * dT / R = btu/hr. In diesem Fall: 235 * 8 / 12 = 156,67 btu/Stunde (46 W)

Eine kleine Kerze kann also tatsächlich die Temperatur dieses Iglus auf 4°C (40F) halten, wenn es draußen 0°C (32F) ist.

Menschen setzen im Ruhezustand etwa 300 btu/Stunde (88 W) frei ... viel davon durch die Atmung. Dies könnte das Iglu auf 4°C (40F) halten, wenn es draußen deutlich kälter ist.

Ein mit Thinsulate G600 isoliertes Winterzelt der gleichen Größe (etwa 28 Pfund, 12,7 kg) hat einen R-Wert von 5,29 ft²·°F·h/BTU (0,93 m²·K/W). Um es um 5 °C (8 °F) zu erwärmen, benötigen Sie 235*8/5,29=355 btu/h (100 W). Das sind etwas weniger als 3 Kerzen.

Ein einlagiges Nylonzelt (R = 0,027 ft²·°F·h/BTU, 0,004752 m²·K/W) mit der gleichen Größe würde 69.630 btu/h (20,4 kW) benötigen. Das sind 450 Kerzen.

Stefan

Sie können den R-Wert von Schnee über dem Gefrierpunkt nicht verwenden. Es kann gut isolieren, wirkt aber bei 32F (0C) als im Wesentlichen unendlicher Kühlkörper. Es ist möglich, die Temperatur von 20 °F auf 28 °F zu erhöhen, aber 32 °F auf 40 °F ist ein ganz anderes Problem.
Wenn Sie das Innere eines Iglus über die Gefriermarke erhitzen, riskieren Sie, dass die Innenwände Ihres Iglus schmelzen, wodurch eine dünne Eisschicht im Inneren entsteht und das Iglu somit keine Wärme mehr speichern kann. Fragen Sie einfach einen Eskimo.
Ich habe Ihren Einheiten SI-Umrechnungen hinzugefügt, aber die Einheiten für den R-Wert wurden nicht angegeben. Ich nehme an, sie waren in ft²·°F·h/BTU angegeben. Wenn nicht, geben Sie bitte an, in welchen Einheiten sie sind, denn dann ist meine Umrechnung in SI-Einheiten falsch.
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