esimerkki-lämpöhäviö seinän läpi
talon suuri lämpöhäviön lähde on seinien läpi. Lasketaan lämpövuon nopeus seinän läpi 3 m x 10 m alueella (a = 30 m2). Seinä on 15 cm paksu (L1) ja se on valmistettu tiilistä, joiden lämmönjohtavuus on k1 = 1,0 W/M.K (huono lämpöeriste). Oletetaan, että sisä-ja ulkolämpötilat ovat 22°C ja -8°C, ja konvektiolämmönsiirtokertoimet sisä-ja ulkolaidoilla ovat H1 = 10 W/m2K ja H2 = 30 W/m2K. Huomaa, että nämä konvektiokertoimet riippuvat voimakkaasti erityisesti ympäristön ja sisätilojen olosuhteista (tuuli, kosteus jne.).
- lasketaan lämpövirta (lämpöhäviö) tämän eristämättömän seinän läpi.
- oletetaan nyt, että tämän seinän ulkosivulla on lämpöeristys. Käytä lasivilla eristys 10 cm paksu (L2) kanssa lämmönjohtavuus K2 = 0,023 W/m.K ja laskea lämpövuo (lämpöhäviö) tämän komposiittiseinän läpi.
ratkaisu:
kuten kirjoitettiin, monet lämmönsiirtoprosessit sisältävät komposiittijärjestelmiä ja jopa sekä johtumisen että konvektion yhdistelmän. Näiden komposiittijärjestelmien kanssa on usein kätevää työskennellä kokonaislämmönsiirtokertoimella, joka tunnetaan U-tekijänä. U-kerroin määritellään lausekkeella, joka on analoginen Newtonin jäähdytyksen lain kanssa:
kokonaislämmönsiirtokerroin liittyy kokonaislämpövastukseen ja riippuu ongelman geometriasta.
- paljas seinä
olettaen yksiulotteisen lämmönsiirron tasoseinän läpi ja ottamatta huomioon säteilyä, kokonaislämmönsiirtokerroin voidaan laskea seuraavasti:
kokonaislämmönsiirtokerroin on tällöin:
U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 1/30) = 3.53 W/m2K
lämpövuo voidaan sitten laskea yksinkertaisesti seuraavasti:
q = 3,53 x 30 = 105,9 W / m2
tämän seinän läpi kulkeva kokonaislämpöhäviö on:
qloss = q . A = 105.9 x 30 = 3177w
- komposiittiseinä lämpöeristettynä
olettaen yksiulotteisen lämmönsiirron tasokomposiittiseinän läpi, ilman lämpökosketusvastusta ja ottamatta huomioon säteilyä, kokonaislämmönsiirtokerroin voidaan laskea seuraavasti:
kokonaislämmönsiirtokerroin on tällöin:
U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0.1/0.023 + 1/30) = 0.216 W/m2K
lämpövuo voidaan sitten laskea yksinkertaisesti seuraavasti:
q = 0,216 x 30 = 6,48 W / m2
tämän seinän läpi kulkeva kokonaislämpöhäviö on:
qloss = q . A = 6.48 x 30 = 194 W
kuten voidaan nähdä, lämpöeristeen lisääminen vähentää merkittävästi lämpöhäviöitä. Se on lisättävä, lisäksi seuraavan kerroksen lämpöeristeen ei aiheuta niin suuria säästöjä. Tämä voidaan nähdä paremmin lämmönkestävyysmenetelmästä, jolla voidaan laskea lämmönsiirto komposiittiseinien läpi. Kahden pinnan välinen Tasainen lämmönsiirtonopeus on yhtä suuri kuin lämpötilaero jaettuna näiden kahden pinnan kokonaislämpövastuksella.
