Intentaré mi oportunidad de dar una buena respuesta referenciada.

La reclamación

Como se evidencia en esta explicación más clara de la afirmación, por eficiencia se entiende que las ollas retienen el calor de las velas y lo liberan lentamente . También hay una afirmación secundaria de que esto hace que el sistema sea lo suficientemente eficiente como para calentar un espacio abierto. No se afirma que la producción total de energía aumente.

https://www.youtube.com/watch?v=nzKbFzUEWkA

¿Se retiene el calor por más tiempo?

Parece ser evidente que lo es, desde hace algún tiempo. Así que hay una mejora allí. Tal efecto, es en realidad una propiedad codiciada de los calentadores. Sin embargo, la arcilla y el aire no son buenos medios de almacenamiento de calor y en los calentadores comerciales la elección es el aceite:

Para calentadores de espacio de convección (no radiantes), los mejores tipos incorporan un líquido de transferencia de calor, como aceite, que es calentado por el elemento eléctrico. El fluido de transferencia de calor proporciona algo de almacenamiento de calor, lo que permite que el calentador cicle menos y proporcione una fuente de calor más constante.

- fuente

Esto se debe simplemente a la capacidad calorífica específica de los materiales , siendo el aire (1005 J/kg°K) peor que la arcilla (1381 J/kg°K), siendo peor que el aceite mineral (1670 J/kg°K).

¿Es suficiente la potencia de calefacción?

La potencia de calefacción se mide en BTU [que es un pequeño porcentaje mayor que 1 kJ], mientras que los detalles exactos de cuántos BTU se requieren por habitación dependen del tamaño, el aislamiento y la eficiencia y ubicación de la unidad de calefacción. cálculos estándar y ejemplos que se utilizan para dimensionar la unidad de calefacción en las casas. Por ejemplo, en la fuente anterior, las características típicas de un calentador se dan entre 10 y 40 kBTU/h (unos 3-11 kilovatios). En mi experiencia, a menudo un calentador de 2kW (6800 BTU/h) también es suficiente, así que lo usaré como límite inferior.

Las capacidades de los calentadores de espacio generalmente oscilan entre 10 000 BTU y 40 000 Btu por hora, y normalmente funcionan con electricidad, propano, gas natural y queroseno (ver calefacción de leña y pellets para obtener información sobre estufas de leña y pellets).

Ahora, ¿cuántas velas necesitamos para producir 10 kBTU/h? Resulta que la producción de energía de las velas está bien estudiada :

A partir de las mediciones de la tasa media de pérdida de masa (0,105 g/min) y hc _eff (43,8 kJ/g), la tasa de liberación de calor en estado estacionario de la vela se calculó como 77±9 W

Que se puede convertir a 263 BTU/h.

Por lo tanto, por división, un calentador de ambiente de 6.8kBTU corresponde a 26 velas. Es fácil ver que el calor liberado por 4 velas, como en la afirmación, es 6,5 veces más pequeño que un calentador eléctrico y, por lo tanto, muy insuficiente para calentar una habitación.

Seguridad

Un calentador casero de este tipo tampoco es seguro. Estoy agregando esto aunque un poco fuera de tema para asegurarme de que cualquier visitante futuro reciba una advertencia. De la primera fuente .

No se recomienda el uso de unidades de combustión sin ventilación dentro de su hogar, ya que introducen productos de combustión no deseados en el espacio habitable, incluidos óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono y vapor de agua, y agotan el aire en el espacio. […]

Los calefactores ambientales eléctricos generalmente son más costosos de operar que los calefactores ambientales de combustión, pero son los únicos calefactores ambientales sin ventilación que son seguros para operar dentro de su hogar.

El video original y la publicación del foro explican mucho mejor lo que está sucediendo y afirman que las cuatro (4) velas de té se usan para calentar la maceta interior más pequeña que tiene el orificio de drenaje superior bloqueado mientras que la flor exterior grande pot se utiliza para crear un efecto de convección que atrae el aire más allá de la olla interior caliente y sale por la parte superior. El narrador explica el efecto de la siguiente manera:

Entonces, lo que tienes es el núcleo interno de una maceta que se calienta mucho y luego tienes esta [señalando la maceta exterior] que no se calienta mucho pero sí se calienta. Pero lo que obtienes es una convección aquí arriba [señalando el fondo de la olla] y sale por la parte superior y realmente, realmente fluye bien.

El video también señala que una computadora también se está ejecutando al mismo tiempo y que la habitación no es demasiado grande, ya que solo parece contener una cama tamaño queen y un escritorio. Esta tampoco es una idea muy nueva ya que la misma idea fue defendida durante la Segunda Guerra Mundial por Gran Bretaña para su uso en refugios,

Aquí hay un calentador de maceta simple
Coloque la vela en una maceta de 6 pulgadas para que el agujero no quede cubierto; pon una segunda maceta encima. La olla de arriba pronto se calienta y emite mucho calor. Levanta la maceta inferior del suelo.

Además, es importante tener en cuenta que las velas de té se denominan así porque uno de sus propósitos es calentar té o en calentadores de alimentos y los productos se venden teniendo esto en cuenta .

Juzgar la eficiencia del dispositivo es difícil; sin embargo, un análisis de una vela encendida mostró que la mayor parte del calor viaja en una columna sobre la vela misma,

Desde este punto de vista, cualquier cosa que permita que el calor desprendido de las velas circule por el espacio mejorará la eficiencia subjetiva en comparación con el uso de velas desnudas. Sin embargo, como se señaló en la respuesta de Sklivvz , la producción de calor de las velas está bien estudiada .

A partir de las mediciones de la tasa media de pérdida de masa (0,105 g/min) y hceff (43,8 kJ/g), la tasa de liberación de calor en estado estacionario de la vela se calculó como 77±9 W

lo que equivale a aproximadamente 262,7 BTU/h o 1050,9 BTU/h para los cuatro.

En este punto, es importante llamar la atención sobre el hecho de que el autor de este reclamo lo está usando mientras ejecuta una computadora en su habitación. La computadora de escritorio emite calor que puede afectar la temperatura ambiente. Si usamos un valor conservador de 145 vatios de calor o 494,8 BTU/h en función de la conversión que también contribuye a la temperatura ambiente.

De acuerdo con una calculadora de BTU , se necesitan 341 BTU (99 vatios) para elevar la temperatura de una habitación de 2x4x3 metros (estimación muy aproximada basada en la aparente cama tamaño queen y el escritorio presentes en el video) con un aislamiento normal de 1°C. Esto significa que, en circunstancias ideales, es posible que las velas eleven la temperatura de la habitación 3 °C y que la computadora contribuya con otro 1 °C de calor. Como tal, en una habitación pequeña, es plausible que en una habitación de invierno pequeña y más fría (es decir, por debajo de 20 °C), el aumento combinado de temperatura de 4 °C sea suficiente. Sin embargo, dicho efecto dependería en gran medida del tamaño de la habitación, la ubicación del calentador, las corrientes de aire y las preferencias personales en cuanto a la temperatura de la habitación.

Sí, es más eficiente que las candelitas, aunque sigue siendo una fuente de calor muy pequeña.

Usted nota que "todos los calentadores son 100% eficientes". Esto es parcialmente cierto: todos los calentadores convierten prácticamente toda la energía de entrada en calor, logrando así una eficiencia cercana al 100%. Sin embargo, si ese calor simplemente sube al techo por convección, no hace mucho para calentar la habitación o sus ocupantes. El calor radiante fluye directamente desde la fuente hacia las personas y los objetos en la habitación, y es mucho más efectivo, como se indica en Wikipedia:

La temperatura del aire interno para edificios con calefacción radiante puede ser más baja que para un edificio con calefacción convencional para lograr el mismo nivel de comodidad corporal, cuando se ajusta para que la temperatura percibida sea realmente la misma.

Este sistema parece ser una forma más efectiva de calentar que la llama de una vela abierta, porque la llama calienta la olla de barro, que irradia el calor a la habitación. Sin embargo, la entrada total de calor sigue siendo muy pequeña, como se indica a continuación.

El diseño puede verse como una versión mucho más pequeña y simplificada de una chimenea de mampostería. Una chimenea normal es muy ineficiente porque la mayor parte del calor se eleva por la chimenea por convección. Como se señaló aquí ,

En el mejor de los casos, una chimenea abierta no tiene más del 20 por ciento de eficiencia.

En realidad, las eficiencias pueden ser mucho más bajas, e incluso negativas, si se extrae una gran cantidad de aire de la habitación a través de la chimenea.

Una vela abierta funciona de manera similar cuando se ve como un calentador. Esta referencia determinó la cantidad de energía radiada por una vela a través de pruebas de laboratorio:

La fracción radiativa se determinó encontrando la relación entre la emisión radiativa y mx Hc [ mi nota: este es el calor total producido por la combustión ], lo que arrojó un valor de 0,17 +/- 0,01.

Así, el 17% del calor producido por la llama de una vela abierta se irradia a los alrededores, y el 83% restante se lleva por convección. Esta pérdida por convección es equivalente a la pérdida por convección en la chimenea de una chimenea abierta, ya que sube rápidamente al techo donde se pierde efectivamente.

Un diseño muy mejorado para una chimenea obliga a los gases de combustión a fluir a través de un camino tortuoso hecho de materiales de mampostería, que absorben el calor de los gases y lo irradian a la habitación. Esto mejora la eficiencia general de la calefacción a niveles mucho más altos. Aquí hay un estudio que mostró que una chimenea de mampostería logró una eficiencia de calentamiento de poco menos del 80%. La estufa se ve así en la sección transversal:

Los flujos de gas son similares a la disposición de macetas como se muestra aquí:

Por lo tanto, la vela pequeña y la maceta funcionan como una chimenea de mampostería a pequeña escala, lo que reduce las pérdidas por convección y aumenta la radiación en la habitación, a diferencia de una vela abierta que funciona como una chimenea abierta, donde la mayor parte del calor se pierde por convección hacia arriba. Chimenea.

Si bien la maceta aumenta la eficacia de las velas como calentadores, algunos cálculos pueden mostrar el poco calor que produce:

Las velas de té están hechas de cera de parafina, y comúnmente tienen un diámetro de 38 mm y una altura de 16 mm, y se queman de 3 a 5 horas (según Wikipedia) . La cera de parafina tiene una densidad de unos 900 kg/m3 y un calor de combustión de unos 46 MJ/kg. al hacer las matemáticas, obtenemos 0.75 MJ/vela, y asumiendo un tiempo de combustión de 4 horas y una eficiencia de combustión del 100 % (que es cercano, aunque no exacto), eso es una potencia de salida de 187 500 J/hr, o 52 watts.

Si arden 4 velas a la vez, esto es 208 vatios, probablemente bastante cerca del calor que generan las dos computadoras y las dos lámparas de escritorio en la habitación que se muestra en el video.

¿Sería mejor poner una bombilla dentro de una maceta? Probablemente, ya que no produciría ningún subproducto de la combustión, como el monóxido de carbono, que inevitablemente producen las llamas. Pero desde un punto de vista puramente económico, en realidad puede ser más barato usar las velas, si la afirmación del precio es cierta. Si las velas realmente cuestan 1 £ por 100, entonces el calor cuesta alrededor de 5 peniques por kW-h, que es más bajo que los 14 peniques que encontré mirando las tarifas eléctricas británicas. Sin embargo, la fuente más barata que encontré para estas velas en los EE. UU. cuesta $ 6 por 100 (3.75 £ / 100). A este precio, el calor de las velas cuesta alrededor de 18 peniques por kW-hora, que es más que la electricidad.

Finalmente, no hay nada nuevo en esta idea. Buscar en Google "Candle Heater" muestra todo tipo de sitios, como este con macetas

¿Cuánto calentarán 4 velas una habitación? Depende, pero probablemente no mucho.

Según Wikipedia, las velas emiten calor a razón de aproximadamente 80 W. La fuente citada por Wikipedia en realidad enumera 77 W +/- 9 W en la página 277.

Quemar 4 velas simultáneamente durante 8 horas produce 2.464 kWh. (4 velas x 8 horas x 0,077 kW)

La fórmula de cuánto puede calentar el aire esta cantidad de energía es:

amount of heat = [specific heat of air][4] x [mass of air][5] x temperature difference

o

temperature difference = amount of heat
                         ----------------------------------
                         specific heat of air x mass of air

Calculo que la habitación del video mide 15 m ³ (4 m de largo x 2,5 m de alto x 3 m de ancho x 0,5 porque es triangular).

2,464 kWh = 8870 kJ.

temperature difference = 8,870 kJ
                         ----------------------------------
                         1.0035 kJ/kg.K x 18 kg

Lo que da una cantidad de calentamiento de aproximadamente 491 °C si asume que no hay pérdida de calor del sistema. Por supuesto, esta es una suposición irrazonable .

Calcular las pérdidas de calor es un poco más complicado y requiere saber qué tipo de aislamiento tiene la habitación, qué temperaturas hay al otro lado de cada pared y qué corrientes de aire puede haber.

Usando un modelo simplista y los valores dados para la conductividad térmica usados ​​en esta publicación de blog y estos valores para las dimensiones de la habitación en el video:

• piso: 12m ²
• paredes: 7,5m ²
• pared principal: 10m ²
• techo: 15m ²

Podemos mantener una diferencia de temperatura de 12 °C entre el interior y el exterior utilizando los 308 W que desprenden las cuatro velas juntas.

Agregar una ventana de vidrio ^{de 2 m 2 a la habitación utilizando el} valor de conductividad térmica de Wikipedia cambia drásticamente el resultado. Con esa ventana que permite que escape el calor, las cuatro velas solo pueden mantener una diferencia de 1 °C entre el interior y el exterior.

Incluso si asumimos que el aire está quieto y solo se calienta la mitad de la habitación, eso es solo 2 °C.

La respuesta

Es complicado, pero a menos que tengas una habitación muy bien aislada, cuatro velas apenas harán la diferencia.

También intentaré responder a la pregunta tácita "¿Son las velas de té más baratas que la calefacción convencional?" por interés.

El video dice que las velas de té duran 4 horas, por lo que el total del día es de 8 velas a un costo de 8 peniques.

Precios actuales de gas y electricidad en Londres ( de uSwitch ):

• Tarifas unitarias de electricidad 13.550p por kWh
• Tarifas unitarias de gas 4.162p por kWh

La misma cantidad de calefacción usando un calentador eléctrico (suponiendo una eficiencia del 100 %) costaría aproximadamente 33 peniques.

La misma cantidad de calefacción usando un calentador de gas (suponiendo una eficiencia del 100 %) costaría aproximadamente 10 peniques.

Las velas de té son más baratas pero no por mucho. Y solo si montas o caminas hasta Ikea.

Suponiendo que las velas baratas produzcan la tasa de calor más baja (68 W), el calor total emitido por las 8 velas de té durante el día sería de 2,176 kWh. El costo de esta cantidad de gasolina es de aproximadamente 9 peniques, que sigue siendo más caro que los 8 peniques de las velas de té.

Agregando un valor basado en el cálculo de Mark de que una vela de té emite 52 W, la cantidad equivalente de gasolina costaría 7 peniques.

Las velas de té cuestan actualmente £ 1,75 / paquete de 100 en el sitio web de Ikea, que cambia el costo de calefacción de 8 peniques por día a 14 peniques por día.

Las velas de té serían más convenientes en un bote o en un ático que no tenga gas ni electricidad.

Resumen:

• el principal efecto físico que puedo ver de la maceta es una mayor potencia de calentamiento debido a una velocidad de combustión más rápida.
• ¡Pero encender velas (o cualquier otro combustible) en interiores sin un escape/chimenea adecuado para cuidar los gases de escape no es una idea brillante!
• Y cuatro velas quemadas durante 8 h están un orden de magnitud por debajo de las recomendaciones de ingeniería civil para la potencia de calefacción instalada.

Acabo de pesar algunas velas de té

• algunos viejos de 17 g cada uno - se ven más altos de lo normal (la caja decía que se vendieron por 1 DM/10 piezas, pero eso fue hace al menos 25 años)
• los más nuevos: 14 g cada uno; los usaré para los cálculos.

El calor de combustión de la parafina es aproximadamente 46,00 MJ/kg superior y 41,50 MJ/kg de poder calorífico inferior, respectivamente. Así, cada una de las velas de 14 g puede dar aprox. 650 kJ, o aproximadamente 2,5 MJ en 4 velas de té (HHV). Para el LHV, obtenemos 580 kJ/vela y 2,3 MJ para 4 velas. El poder calorífico superior HHV se calcula asumiendo que todo el hidrógeno en la cera al final se convertirá en agua líquida , el poder calorífico inferior LHV deja el agua como vapor.

Al calentar una habitación en invierno, probablemente obtendrá el HHV, pero eso significa que la habitación se humedecerá (a menos que la airee y luego pierda su preciado calor a través del intercambio de aire).

Ya sin macetas, una vela con la mecha bien cortada no emitirá hollín, por lo que podemos suponer que las pérdidas por combustión incompleta son despreciables. Las pérdidas por radiación también son insignificantes, especialmente si cierra las cortinas porque se encuentra en una situación de calefacción precaria. Por lo tanto, podemos decir que la vela ya sin maceta es un calentador 100% eficiente energéticamente.

Por lo tanto, la maceta no puede mejorar la eficiencia energética de quemar las velas.

Sin embargo, hay algunos efectos que la construcción de macetas puede tener:

• Fisicoquímicamente, si la construcción de la maceta funciona como una chimenea, y posiblemente incluso como una chimenea que precalienta el aire, entonces la vela puede quemarse más rápido (mayor potencia). Por supuesto, se quemará en consecuencia más rápido.
  (literatura: busque un libro de texto de química industrial que discuta la construcción de hornos)

• No creo que la maceta ayude mucho contra la convección. Sin embargo, no tengo medidas para respaldar esto. Pero, si ese fuera el efecto deseado, la estufa debe colocarse en el piso justo debajo de la ventana, donde la convección ascendente de la estufa trabaja contra la convección fría descendente de la ventana (o tal vez un poco más arriba en frente de la ventana, para que podamos obtener el beneficio de la calefacción por radiación).
  Esta sería la afirmación sobre las ayudas judiciales de posicionamiento , que es cierto (recuerdo que estos conceptos de posicionamiento de calentadores los aprendimos con los calentadores de convección habituales en la escuela primaria).

• Fisiológicamente y probablemente también psicológicamente, una diferencia importante entre el calentamiento por convección y el calentamiento por estufa es que, con la estufa, la mayor parte de la transferencia de calor se produce por radiación en lugar de por conducción y convección (a través del aire). Por lo tanto, la percepción del calor puede ser muy diferente aunque la temperatura del aire no haya cambiado tanto.

  La percepción que tiene un ser humano de calor, frío o confort térmico no reacciona únicamente sobre la temperatura del aire. En un orden a menudo comparable, la radiación solar, la velocidad del viento, la humedad y la radiación térmica de la atmósfera y el suelo (Landsberg 1972, VDI 1998) tienen una influencia decisiva.

  ( JENDRITZKY, G., STAIGER, H., BUCHER, K., GRÄTZ, A., LASCHEWSKI, G., 2000. The Perceied Temperature: The Method of the Deutscher Wetterdienst for the Assessment of Cold Stress and Heat Load for the Human Cuerpo. Taller de Internet sobre Windchill, Environment Canada )

  Entonces, para obtener una cantidad cómoda de calefacción, con radiación directa podemos calentar solo cuando estamos en la habitación y necesitamos el calor y posiblemente entregarlo mejor donde lo necesitamos (en lugar de calentar todo el aire y el paredes, con el correspondiente aumento de las pérdidas de calor).

  Sin embargo, no veo por qué una maceta ayudaría con la parte de la radiación (sobre velas abiertas). La implementación más consecuente de esta idea para entregar el calor donde lo necesitamos son las estufas de bolsillo.

No encontré buena literatura sobre la diferencia entre el calor de radiación y la temperatura del aire, pero estas diapositivas en alemán tienen datos interesantes sobre las zonas de confort según la temperatura del aire y de la superficie (de la pared) y afirman que el calentamiento por radiación puede ahorrar entre un 15 y un 30 % de calefacción. energía y este fabricante de calentadores de radiación afirma que la temperatura percibida con el calentador de radiación es de 2 a 3 °C por encima de la temperatura del aire y que, como regla general, se deben instalar 40 - 60 W / m² (asumiendo una altura de la habitación de 2,5 m)

Tomando los 15 m² de la respuesta de @Ladadadada , argumentarían que se necesita una potencia de calefacción de 600 - 900 W. Eso estaría quemando ca. 3 1/3 - 5 velas por hora. Sin embargo, este cálculo no tiene en cuenta que si quema las velas a ese ritmo, debe comenzar a pensar en los gases de escape en el aire de su habitación: 5 velas pesan 70 g y necesitan alrededor de 150 l de oxígeno para quemarse (y producirán unos 100 l de CO_2 y otros 100 l de vapor de agua (o 26 ml de agua líquida)).

Este artículo sobre la calidad del aire interior (Gesundheitliche Bewertung von Kohlendioxid in der Innenraumluft, Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch - Gesundheitsschutz, 2008, 51:1358–1369, DOI 10.1007/s00103-008-0707-2) del alemán Umweltbundesamt cita la concentración de aire exterior de El CO2 suele rondar las 400 ppm, mientras que en interiores se han encontrado medias de entre 800 y 3000 ppm. 1400 ppm se considera el límite para la mala calidad del aire interior (buena calidad del aire interior es con < 800 ppm). Así, podemos producir 1000 ppm (1 l/m³) hasta alcanzar el límite de aire malo. Con nuestro volumen de sala total estimado de 37,5 m³, se alcanzaría después de 22,5 min. Tendríamos que ventilar la habitación por completo casi 3 veces por hora, ¡eso cancelaría por completo nuestros esfuerzos de calefacción!
Por supuesto, si pudiéramos reducir aún más esto para ventilar la habitación solo cada hora más o menos, pero ya estaríamos en una atmósfera en la que los estudios (ver el artículo anterior) encontraron que los niños en edad escolar se desempeñan peor en las tareas cognitivas.

Así que sí, ¡realmente no es una idea brillante tratar de calentar una habitación por combustión sin que los humos sean expulsados ​​por un escape adecuado!

@Mark estima que cada vela de té (a una velocidad de combustión que dura 4 h) produce alrededor de 50 W de calor. Esto está en el mismo orden de magnitud o algo más bajo que un humano haciendo trabajo de oficina . En otras palabras, en lugar de quemar 4 velas de té durante 4 h, también podría pedirle a 2 o 3 amigos que se unan a usted; tendrían el mismo efecto de calentamiento.
Calculé este ejemplo porque probablemente nos permita tener una mejor percepción intuitiva de cuánto calor podemos (o más bien: no podemos) esperar de las velas.