sciencetalk

Gas (bijv. argon) wordt vaak in dubbel glas gedaan voor (warmte/koude) isolatie (en geluidsvermindering?). Maar hoe werkt dat gas dan precies isolerend.

De meeste gassen hebben een slechte warmteoverdracht, zijn dus goed isolerend. Maar die isolatie kan verminderen door convectie. Volgens deze wikipagina https://nl.wikipedia.org/wiki/Dubbel_glas vertonen edelgassen minder convectie dan lucht en zijn dus beter isolerend.

convectie is een uitwisseling van moleculen. Maar als het gas tussen twee ramen zit ook kan dan uitwisseling optreden? En zou een inert gas ook straling kunnen 'tegenhouden' zou ja, waardoor is juist inert gas daar goed in?

Dat staat toch op die wikipagina?
Convectie is stroming van het gas. Aan de warme glaskant warmt het gas op en stroomt omhoog. Aan de koude kant stroomt het naar beneden en geeft daar zijn warmte weer af.
Volgens dat wikiverhaal zijn edelgassen zwaarder, en komen daardoor moeilijker in convectie.

op wikipedia onder thermische geleidbaarheid zie je.
 
warmtegeleidingscoëfficient (Lambda) in W/(m*K)
lucht            0,024
waterdamp  0,016
argon           0,016
 
dat verklaart waarom argon beter isoleert. Maar waterdamp?? Dacht dat waterdamp juist isolatie slechter maakt...
 

Volgens dat wikiverhaal zijn edelgassen zwaarder, en komen daardoor moeilijker in convectie.

Helaas klopt niet alles wat op wiki staat.
Een hogere dichtheid (terwijl alle andere eigenschappen hetzelfde blijven) leidt juist tot een betere convectie, en dus tot een slechtere U-waarde.
 
Argon heeft een lagere thermische geleidbaarheid en een hogere viscositeit dan lucht, wat beiden resulteert in een duidelijk lagere U-waarde.
De hogere dichtheid, en lagere soortelijke warmte van Argon t.o.v lucht zijn allebei juist nadelen en hebben beiden een klein verhogend effect op de U-waarde.
Alles bij elkaar heeft dubbel glas met Argon toch een lagere U dan dubbelglas met lucht.

De hogere dichtheid, en lagere soortelijke warmte van Argon t.o.v lucht zijn allebei juist nadelen en hebben beiden een klein verhogend effect op de U-waarde.

Ik realiseer me nu dat wat ik schreef over effect van lagere soortelijke warmte op U-waarde niet klopt. Het effect is net andersom.
 
Dus nog een keer:
 
Argon heeft een lagere thermische geleidbaarheid, een hogere viscositeit, en een lagere soortelijke warmte dan lucht, wat allemaal factoren zijn die resulteren in een duidelijk lagere U-waarde.
De hogere dichtheid van Argon t.o.v lucht is juist een nadeel en heeft een klein verhogend effect op de U-waarde.
Alles bij elkaar genomen heeft dubbel glas met Argon een lagere U dan dubbel glas met lucht.

Het is even wat verwarrend. Warmte overdracht vind plaats door zowel conductie (thermische geleiding) convectie (warmtestroming) en straling.
 
Ik kan moeilijk achterhalen wat in de gegeven reacties nu verband houdt met conductie en wat met convectie. Maar eigenlijk begrijp ik die convectie niet goed (mocht die van toepassing zijn), want misschien kan dat gas tussen de ramen wel stromen maar ik begrijp niet hoe er dan uitwisseling kan plaatsvinden (voor mij lijkt dat dan eerder op conductie?)
 Bovendien is straling nog niet ter sprake gekomen, speelt dat nog een rol?

always schreef:  
 Bovendien is straling nog niet ter sprake gekomen, speelt dat nog een rol?

als we in ogenschouw nemen dat de kilometers dikke gaslaag rond de aarde de instraling op het aardoppervlak met ca 30% vermindert mogen we het effect op in/uitstraling van het gas in een paar millimeter spouw gevoeglijk verwaarlozen

Ik kan moeilijk achterhalen wat in de gegeven reacties nu verband houdt met conductie en wat met convectie.

Alle reacties gaan over convectie.
 
Conductie (geleiding) is er alleen door de glazen ruiten.
 
De warmteoverdracht van binnenlucht naar binnenruit,
van binnenruit naar Argon,
van Argon naar buitenruit,
en van buitenruit naar buitenlucht
gebeuren allemaal door convectie.

Ok, dan heb ik me een verkeerde voorstelling van convectie gehad. Ik kan me nl. die eerste stroom van binnenlucht naar argon al moeilijk voorstellen. Daar zit toch een onbeweegbaar stuk glas tussen (tot op zekere hoogte dan/ tenzij door conductie). OF is het zo dat doordat de binnenlucht de binnenruit van temperatuur laat veranderen en dat daardoor de binnenlucht een stroming krijgt naar die ruit er dan sprake is van stroming van die binnenlucht. Het plaatje wat ik dan bijvoorbeel voor me heb bij atmosferisch circulatie waarbij er echt een uitwisseling van plaats is tussen de verschillende luchten niet echt noodzakelijk is?!
 
Klopt dit zo'n beetje?

Binnenlucht warmt de binnenzijde van de binnenruit op. Die warmte gaat middels geleiding (vaste stof) door de ruit. De warmte wordt dan aan de buitenzijde van de binnenruit overgedragen aan het spouwgas, dat middels stroming (gassen en vloeistoffen) die warmte overdraagt aan de binnenzijde van buitenruit. Daar gaat de warmte weer middels geleiding (vaste stof) naar de buitenzijde van de buitenruit, waar het wordt overgedragen aan de buitenlucht.
 
IN de spouw vindt warmteoverdracht door stroming voornamelijk plaats door circulatie. De warme binnenruit warmt het spouwgas op dat daardoor langs de binnenruit opstijgt, en langs de koude buitenruit waar het die warmte weer afgeeft weer naar beneden zakt. Daarom is een bredere spouw in dubbel glas ook contraproductief: effectievere circulatie in de spouw. 

Ok, het is dus alleen het gas (bijv. argon) tussen de ramen wat voldoet aan de term convectie, doordat het omhoog en daarna omlaag gaat?! Ik kon me namelijk niet voorstellen dat in zo'n dunne ruimte tussen de twee ruiten een richting kon zijn waarbij als het ware de flinterdunne rechterkant tegen de flinterdunne linkerkant omhoog dan wel omlaag wrijft. Maar dat gebeurt dus wel??

Wat ik me dan nog afvraag is, is waarom juist bijv. argon daarvoor wordt gebruikt en zou bijv. xenon niet beter zijn. En waarom zou het een edelgas moeten zijn?

Ik kon me namelijk niet voorstellen dat in zo'n dunne ruimte tussen de twee ruiten een richting kon zijn waarbij als het ware de flinterdunne rechterkant tegen de flinterdunne linkerkant omhoog dan wel omlaag wrijft. Maar dat gebeurt dus wel??

yep

Wat ik me dan nog afvraag is, is waarom juist bijv. argon daarvoor wordt gebruikt en zou bijv. xenon niet beter zijn.

 
kun je ook opzoeken:
http://www.double-glazing-info.com/Choosing-your-windows/Air-or-Argon-gap
 

Krypton and Xenon are even more energy efficient than Argon but are seldom used in double glazing window as they are more expensive.
It would be interesting to provide the ratio of gas costs between Argon, Krypton and Xenon. Also it is important to note that sometimes you do have to use Krypton/Xenon where limited width is available. I.e.: in old buildings for example.

Vergeet niet dat de buitenlucht een klein procentje argon bevat.

Inderdaad, argon is relatief goedkoop, en werkt goed in deze toepassing.

Zou je bijvoorbeeld stikstof gebruiken dan moest je de panelen dichter op elkaar plaatsen om convectie tegen te gaan (argon is visceuzer dan stikstof), wat meer geleiding oplevert.

Overigens kan het wel beter dan argon: hoog vacuum. Hierbij heb je geen convectie en ook geen geleiding. Met een speciale coating op het glas heb je ook minimale straling.

Het nadeel is echter dat zoiets nauwelijks te bouwen is zonder 'spacers' tussen de panelen te plaatsen om implosie te voorkomen, en dat lekkage een serieus probleem wordt. Bedenk dat er pakweg 10 ton op iedere vierkante meter paneel drukt - vergelijkbaar met een volgeladen vrachtwagen parkeren met onder iedere set wielen zo'n ruit.