การ นํา ความ ร้อน ของ โ พล ี ส ไ ตร ีน อ ัด ขึ้น รูป
ฉ นวน กัน ความ ร้อน - พ าร าม ิ เตอร์ การ นํา ความ ร้อน ถูก กํา หนด เป็น ป ริ มาณ ความ ร้อน (ใน ว ัต ต์) ที่ ถ่าย โ อน ผ่าน พื้น ที่ ต าร าง ของ ว ั สด ุ ที่ มีความ หน า ที่ กํา หนด (ใน เม ตร) เน ื่อง จาก ความ แตก ต่าง ของ อุ ณ ห ภู มิการ นํา ความ ร้อน ของ ว ั สด ุ ที่ ต่ ํา กว่า ความ สามารถ ของ ว ั สด ุ ในการ ต ้าน ทาน การ ถ่าย เท ความ ร้อน มากขึ้น และ ดัง นั้น ผล ฉ นวน กัน ความ ร้อน มากขึ้นค ่า การ นํา ความ ร้อน ทั่ว ไป สําหรับ โ พล ี ส ไ ตร ีน อ ัด ขึ้น รูป อยู่ใน ช่วง ระหว่าง 0. 0 25 และ 0. 0 40 W / m ∙ K
โดย ทั่ว ไป ฉ นวน กัน ความ ร้อน ส่วน ใหญ่ ขึ้น อยู่กับ การ นํา ความ ร้อน ต่ ํา มาก ของ ก ๊ า ซเมื่อ เท ียบ กับ ของ เหล ว และ ของ แข็ง ก ๊ า ซ มีการ นํา ความ ร้อน ไม่ ดี ดัง นั้น หาก พวกเขา สามารถ ติด อยู่ ได้ (ตัว อย่าง เช่น ใน โ คร ง สร้าง คล ้าย โ ฟ ม) พวกเขา เป็น ว ั สด ุ ฉ นวน กัน ความ ร้อน ที่ดีอ าก าศ และ ก ๊ า ซ อื่น ๆ ม ัก จะเป็น ฉ นวน ที่ดี .แต่ ประโยชน์ หลัก คือ การ ไม่มี การ ไ หล เว ียนดังนั้น ว ั สด ุ ฉ นวน กัน ความ ร้อน หลาย ชน ิด (เช่นแ ผ ่น อ ัด ขึ้น รูป) ทํา งาน ได้ ง่าย ๆ โดย มี กระ เป ๋ า ที่ เต็ม ไปด้วย อ าก าศ จํานวน มาก ที่ ป้อง กัน การ ไ หล เว ียน ขนาด ใหญ่
การ ส ลับ ของ ว ั สด ุ ที่เป็น ของ แข็ง ทําให้ ความ ร้อน ต้อง ผ่าน อิน เตอร์ เฟ ซ จํานวน มาก ส่ง ผล ให้ ค่า สัม ประ สิ ทธิ์ การ ถ่าย เท ความ ร้อน ล ด ลง อย่าง รว ด เร็ว
วัสดุฉนวนกันความร้อนโพลีสไตรีนอัด
การสูญเสียความร้อนผ่านผนังแหล่งหลักของการคํานวณการสูญเสียความร้อนในบ้านคือผนังคํานวณอัตราฟลักซ์ความร้อนผ่านผนังที่มีพื้นที่ 3m x 10m (A=30m2)ผนังมีความหนา 15 ซม. (L1) ทําจากอิฐที่มีการนําความร้อน k1=1.0 W/mK (ประสิทธิภาพการฉนวนกันความร้อนไม่ดี)สมมติว่าอุณหภูมิในร่มและกลางแจ้งคือ 22 °Cและ -8 °Cตามลําดับและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบ convective ภายในและภายนอกคือ h1 = 10 W / m2K และ h2 = 30 W / m2K ตามลําดับโปรดทราบว่าค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนเหล่านี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและสภาพภายใน (ลมความชื้น ฯลฯ)
คํานวณฟลักซ์ความร้อน (การสูญเสียความร้อน) ผ่านผนังที่ไม่เป็นฉนวนกันความร้อนนี้
ตอนนี้ถือว่าฉนวนกันความร้อนที่ด้านนอกของผนังนี้ใช้วัสดุฉนวนกันความร้อนโพลีสไตรีนอัดขึ้นรูปหนา 10 ซม. (L2) ที่มีค่าการนําความร้อน k2 = 0.028 W / mK และคํานวณฟลักซ์ความร้อน (การสูญเสียความร้อน) ผ่านผนังคอมโพสิตนี้
โซลูชั่น:
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้กระบวนการถ่ายเทความร้อนจํานวนมากเกี่ยวข้องกับระบบคอมโพสิตแม้กระทั่งการรวมกันของการนําและการแบนสําหรับระบบคอมโพสิตเหล่านี้มักจะสะดวกที่จะใช้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม (เรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์ U)ปัจจัย U ถูกกําหนดโดยการแสดงออกที่คล้ายกับกฎการระบายความร้อนของนิวตัน:
ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม
ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมมีความเกี่ยวข้องกับความต้านทานความร้อนทั้งหมดและขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของปัญหา
สมมติว่าการถ่ายเทความร้อนแบบมิติเดียวผ่านผนังระนาบโดยไม่พิจารณารังสีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมสามารถคํานวณได้ดังนี้
ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม - การคํานวณการสูญเสียความร้อน
แล้วค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมคือ:
U = 1/(1/10 + 0.15 / 1 + 1/30) = 3.53 W/m2K
จากนั้นฟลักซ์ความร้อนสามารถคํานวณได้ง่ายๆ:
q = 3.53 [W/m2K] x 30 [K] = 105.9 W/m2
การสูญเสียความร้อนรวมผ่านผนังนี้จะเป็น:
q loss = q. A = 105.9 [W/m2] x 30 [m2] = 3177 วัตต์
ฉนวนผนังคอมโพสิต
สมมติว่าการถ่ายเทความร้อนแบบมิติเดียวผ่านผนังคอมโพสิตระนาบไม่มีความต้านทานความร้อนสัมผัสโดยไม่พิจารณารังสีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมสามารถคํานวณได้เป็น:
สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม - การคํานวณฉนวนกันความร้อน
สําหรับวัสดุฉนวนกันความร้อนโพลีสไตรีนอัดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมคือ
U = 1/(1/10 + 0.15 / 1 + 0.1/ 0.028 + 1/30) = 0.259 W/m2K
จากนั้นฟลักซ์ความร้อนสามารถคํานวณได้ง่ายๆ:
q = 0.259[W/m2K] x 30[K] = 7.78W/m2
การสูญเสียความร้อนรวมผ่านผนังนี้จะเป็น:
q loss = q. A = 7.78 [W/m2] x 30 [m2] = 233 W
จะเห็นได้ว่าการเพิ่มวัสดุฉนวนกันความร้อนจะช่วยลดการสูญเสียความร้อนได้อย่างมีนัยสําคัญต้องเพิ่มว่าการเพิ่มชั้นถัดไปของฉนวนกันความร้อนจะไม่นําไปสู่การออมสูงเช่นสิ่งนี้สามารถมองเห็นได้ดีขึ้นจากวิธีการต้านทานความร้อนซึ่งสามารถใช้ในการคํานวณการถ่ายเทความร้อนผ่านผนังคอมโพสิตอัตราการถ่ายเทความร้อนในสภาวะคงที่ระหว่างสองพื้นผิวเท่ากับความแตกต่างของอุณหภูมิหารด้วยความต้านทานความร้อนรวมระหว่างพื้นผิวทั้งสองนี้
ภาษาไทย