eksempel-varmetab gennem en væg
en vigtig kilde til varmetab fra et hus er gennem vægge. Beregn hastigheden af varmestrømmen gennem en væg 3 m * 10 m i området (a = 30 m2). Væggen er 15 cm tyk (L1), og den er lavet af mursten med den termiske ledningsevne på k1 = 1,0 vægt/m.K (dårlig termisk isolator). Antag, at indendørs-og udetemperaturerne er henholdsvis 22 liter C og -8 liter C, og konvektionsvarmeoverførselskoefficienterne på indersiden og ydersiden er h1 = 10 Vægt/m2K og h2 = 30 vægt/m2K. Bemærk, at disse konvektionskoefficienter stærkt afhænger især af omgivende og indvendige forhold (vind, fugtighed osv.).
- Beregn varmestrømmen (varmetab) gennem denne ikke-isolerede væg.
- Antag nu termisk isolering på ydersiden af denne væg. Brug glasuld isolering 10 cm tyk (L2) med den termiske ledningsevne af k2 = 0,023 m/m.K og beregne varmestrømmen (varmetab) gennem denne sammensatte væg.
løsning:
som det blev skrevet, involverer mange af varmeoverførselsprocesserne sammensatte systemer og involverer endda en kombination af både ledning og konvektion. Med disse sammensatte systemer er det ofte praktisk at arbejde med en samlet varmeoverførselskoefficient, kendt som en U-faktor. U-faktoren er defineret af et udtryk, der er analogt med Nyton ‘ s lov om afkøling:
den samlede varmeoverførselskoefficient er relateret til den samlede termiske modstand og afhænger af problemets geometri.
- bar væg
hvis man antager en-dimensionel varmeoverførsel gennem planvæggen og ser bort fra stråling, kan den samlede varmeoverførselskoefficient beregnes som:
den samlede varmeoverførselskoefficient er derefter:
U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 1/30) = 3.53 vægt / m2K
varmestrømmen kan derefter beregnes simpelthen som:
antal = 3,53 gange 30 = 105,9 vægt/m2
det samlede varmetab gennem denne væg vil være:
antal = antal . A = 105,9 * 30 = 3177v
- kompositvæg med termisk isolering
hvis man antager en-dimensionel varmeoverførsel gennem den plane sammensatte væg, ingen termisk kontaktmodstand og ser bort fra stråling, kan den samlede varmeoverførselskoefficient beregnes som:
den samlede varmeoverførselskoefficient er derefter:
U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0.1/0.023 + 1/30) = 0.216 m/m2K
varmestrømmen kan derefter beregnes simpelthen som:
k = 0,216 K 30 = 6,48 K / m2
det samlede varmetab gennem denne væg vil være:
k = k . A = 6,48 * 30 = 194 V
som det kan ses, forårsager en tilsætning af termisk isolator signifikant fald i varmetab. Det skal tilføjes, er en tilføjelse af næste lag af termisk isolator ikke forårsage sådanne høje besparelser. Dette kan ses bedre fra den termiske modstandsmetode, som kan bruges til at beregne varmeoverførslen gennem kompositvægge. Hastigheden af stabil varmeoverførsel mellem to overflader er lig med temperaturforskellen divideret med den samlede termiske modstand mellem disse to overflader.
