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    精鋼覆膜瓦與普通彩鋼瓦通過熱傳導方式損失能量對比分析

    發布日期:2018-09-11 12:21

     

    一般熱傳遞在建筑物熱量交換中表現為三種方式:傳導熱+對流熱<25%,輻射熱>75%。本次估算對比分析主要是根據精鋼覆膜瓦普通彩鋼瓦的導熱系數,估算由傳導方式產生的不同熱損失。


    一、精鋼覆膜瓦基本情況介紹:
    1、精鋼覆膜瓦基本結構為0.5mm鍍鋅鋼板正反兩面復合防腐隔熱復合材料,總厚度0.67mm。
    2、精鋼覆膜瓦目前實測導熱系數λ是2.93W/m•K(即 W/m•℃);普通彩鋼瓦導熱系數λ為40W/m•℃。普通彩鋼瓦厚度假設為0.55mm,單位面積的熱阻計算公式R= δ/λ:
    精鋼覆膜瓦的R=0.67/1000/2.93=0.0002287K/W;彩鋼瓦的R=0.55/1000/40=0.0000137K/W。
     
    二、屋面和墻體散熱(或散冷)損失估算。按公式:Q=qF
    其中:Q —— 單位時間內屋面和墻體的散熱(或散冷)損失量,kw/h
    q —— 單位面積屋面和墻體散熱(或散冷)損失量,kw/m2
    F —— 屋面和墻體面積,m2
     
    單位面積屋面或墻體的散熱(或散冷)損失取決于室外溫度、周圍環境溫度、環境風速及室外屋頂和墻體表面黑度幾個因素,其中以室外屋頂和墻體表面溫度與室內溫度之差影響最大。而在沒有空調的情況下,室內溫度是由室外屋頂和墻體表面溫度及隔熱瓦和隔熱墻體的熱阻決定的,也與周圍環境溫度、風速有關。
     
    三、精鋼覆膜瓦保溫效果與普通彩鋼瓦的保溫效果分析,是按照室外溫度與風速等自然條件相同的情況下,進行估算對比的。本次對比先不考慮風速,按同等室外環境溫度,對比精鋼覆膜瓦與普通彩鋼瓦本身的熱阻效果。
    墻體熱阻的計算方法與屋面相同,為避免混淆,另外再作估算。
     
    四、根據傳導傳熱的基本方程式----傅立葉定律:
    在一質量均勻的平板內,當t1 > t2時,熱量以導熱方式通過物體,從t1向t2方向傳遞。
    取熱流方向微分長度dn,在dt的瞬時傳遞的熱量為Q,實驗證明,單位時間內通過平板傳導的熱量與溫度梯度和傳熱面積成正比,即:
    dQ∝dA·dt/dn …….(1) 寫成等式為: dQ=-λdA·dt/dn……...(2)式中 Q-----導熱速率,w; A------導熱面積,m2; dt/dn-----溫度梯度,K(℃)/m; λ------比例系數,稱為導熱系數,w/m·K(℃); 由于溫度梯度的方向指向溫度升高的方向,而熱流方向與之相反,故在式(2)乘一負號。式(2)稱為導熱基本方程式,也稱為傅立葉定律,對于穩定導熱和不穩定導熱均適用。
    將精鋼覆膜瓦看作是一個“均質的面積很大的單層平面壁組合”,厚度為δ,平壁內的溫度只沿垂直于壁面的x方向變化,在穩定導熱時,導熱速率Q不隨時間變化,傳熱面積A和導熱系數λ也是常量,則傅立葉公式可簡化為:
    Q=-λA(dt/dx) 將此式積分,當x=0,t=t1;x=δ時,t=t2,積分結果為:
    Q=λA[(t1-t2)/δ]……(3) 若改寫成傳熱速率方程的一般形式,則有:Q=(t1-t2)/ [δ/(λA)] =?t/R…...(4)
    式中,δ-----平面壁的厚度,m;△t-----平壁兩側溫度差,即導熱推動力,K(℃);R= δ/(λA)------導熱熱阻,K/W
    此式說明:平面壁的導熱速率,與推動力△t成正比,與熱阻成反比。
     
    五、估算對比:本估算以室內溫度保持t2=20℃為基準,根據不同的室外溫度,分別計算出每平方米屋面、每秒鐘的熱或冷量損失(KW)。用隔熱瓦的熱損減去普通彩鋼瓦的熱損,得出單位面積、單位時間節省的能量。
    由計算結果對比可得:彩鋼瓦的熱損是精鋼覆膜瓦的16.6倍。
    精鋼覆膜瓦實際結構共有6層,理論上應該分層計算其傳熱量。為簡化計算,現按照總的導熱系數,λ=2.93W/m•℃;普通瓦的λ=40W/m•℃;故都將其視為單層進行估算,精鋼覆膜瓦厚度δ=0.67mm;彩鋼瓦厚度0.55mm進行對比。
     

    材料 熱量或
    冷量損耗
    室外溫度: t1 單位:℃
    -5 0 5 10 15 20 25 30 35
    精鋼覆膜瓦 能耗KW 109.3 87.5 65.6 43.7 21.9 0.0 21.9 43.7 65.6
    普通瓦 能耗KW 1818.2 1454.5 1090.9 727.3 363.6 0.0 363.6 727.3 1090.9
    節能 能量KW 1708.9 1367.1 1025.3 683.5 341.8 0.0 341.8 683.5 1025.3
     
    六、按理論推算出的熱阻,估算出的隔熱瓦在單位時間、單位面積能量損耗如下(關鍵影響因素是導熱系數值
    室外溫度: t1 ℃ -5 0 5 10 15 20 25 30 35
    精鋼覆膜瓦能耗 KW 7.36 5.89 4.41 2.94 1.47 0.00 1.47 2.94 4.41

    以上文章出自專注覆膜瓦生產的江蘇精鋼(www.ba7wu7.cn)。轉載請注明出處。 
     

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