exempel-värmeförlust genom en vägg
en viktig källa till värmeförlust från ett hus är genom väggar. Beräkna värmeflödeshastigheten genom en vägg 3 m x 10 m i området (a = 30 m2). Väggen är 15 cm tjock (L1) och den är gjord av tegelstenar med värmeledningsförmågan hos k1 = 1,0 W/M.K (dålig värmeisolator). Antag att inomhus-och utomhustemperaturerna är 22 C och -8 C, och konvektionsvärmeöverföringskoefficienterna på inre och yttre sidor är h1 = 10 W/m2K respektive h2 = 30 W/m2K. Observera att dessa konvektionskoefficienter starkt beror särskilt på omgivande och inre förhållanden (vind, fuktighet etc.).
- beräkna värmeflödet (värmeförlust) genom denna oisolerade vägg.
- Antag nu värmeisolering på utsidan av denna vägg. Använd glasullisolering 10 cm tjock (L2) med värmeledningsförmågan hos k2 = 0,023 W/m.K och beräkna värmeflödet (värmeförlust) genom denna kompositvägg.
lösning:
som skrivits involverar många av värmeöverföringsprocesserna kompositsystem och involverar till och med en kombination av både ledning och konvektion. Med dessa kompositsystem är det ofta bekvämt att arbeta med en total värmeöverföringskoefficient, känd som en U-faktor. U-faktorn definieras av ett uttryck som är analogt med Newtons kylningslag:
den totala värmeöverföringskoefficienten är relaterad till den totala värmebeständigheten och beror på problemets geometri.
- bar vägg
förutsatt att endimensionell värmeöverföring genom planväggen och bortser från strålning kan den totala värmeöverföringskoefficienten beräknas som:
den totala värmeöverföringskoefficienten är då:
U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 1/30) = 3.53 W/m2K
värmeflödet kan sedan beräknas helt enkelt som:
q = 3,53 x 30 = 105,9 W / m2
den totala värmeförlusten genom denna vägg kommer att vara:
qloss = q . A = 105,9 x 30 = 3177W
- kompositvägg med värmeisolering
förutsatt att endimensionell värmeöverföring genom Planet sammansatt vägg, ingen termisk kontaktmotstånd och bortser från strålning, kan den totala värmeöverföringskoefficienten beräknas som:
den totala värmeöverföringskoefficienten är då:
U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0.1/0.023 + 1/30) = 0.216 W / m2K
värmeflödet kan sedan beräknas helt enkelt som:
q = 0,216 x 30 = 6,48 W/m2
den totala värmeförlusten genom denna vägg kommer att vara:
qloss = q . A = 6,48 x 30 = 194 W
som kan ses, orsakar en tillsats av värmeisolator signifikant minskning av värmeförluster. Det måste läggas till, ett tillägg av nästa lager av värmeisolator orsakar inte så höga besparingar. Detta kan bättre ses från värmebeständighetsmetoden, som kan användas för att beräkna värmeöverföringen genom kompositväggar. Hastigheten för stadig värmeöverföring mellan två ytor är lika med temperaturskillnaden dividerad med den totala värmebeständigheten mellan dessa två ytor.
