Коэффициент сопротивления теплопередаче: коэффициент сопротивления теплопередачи и коэффициент теплопроводности сопротивления теплопередаче?

Коэффициент сопротивления теплопередаче. Что это?

С июня 2019 года вступают в силу новые требования к остеклению зданий в России. 

Минстрой РФ внес поправки в СП 50.13330 «Тепловая защита зданий», 

До этого требования к сопротивлению теплопередаче светопрозрачных конструкций в России не пересматривались целых 20 лет. Они давно морально устарели по отношению к качеству продукции, представленной на современном рынке остеклений. 

Но всё по порядку. 


Что означает коэффициент сопротивления теплопередаче?


Площадь стеклопакета составляет значительную часть пластикового окна, а если быть точнее — 80% оконной конструкции. Поэтому вам нужно установить на окнах качественные стеклопакеты, чтобы зимой и летом у вас в доме всегда был оптимальный климат. Это позволит сэкономить потребление электрической энергии на кондиционирование и

отопление. Поэтому оконная конструкция должна обладать максимальными тепло- и звукоизоляционными свойствами. Для этого просчитывается коэффициент сопротивления теплопередаче.

  • Коэффициент сопротивления теплопередаче — это степень сопротивления изделия переноса тёплого воздуха. Благодаря этому расчёту можно узнать, какое количество тепла уйдёт из помещения с учётом разницы температуры в один градус

  • Понятие теплопередачи — это отдача тепла с одной стороны на другую. Таким образом, температурный показатель у одной стороны выше, чем у другой. Сам процесс проходит между конструкцией. Поэтому при выборе подходящих стеклопакетов учитывается коэффициент сопротивления теплопередач. Коэффициент тепловой передачи определяется количеством тепла — Вт. Он проходит через стороны помещения — м2. При этом определяется между ними разница на один градус — Ro. В Российской федерации действует только такое обозначение, которое помогает правильно оценить теплозащитные свойства строительных конструкций

  • Коэффициент сопротивления — это величина, которая оценивает качество теплозащитных функций окна. Таким образом, чем меньше проходит потерь тепла, тем выше будет показатель сопротивления теплопередаче


Как повысить теплоизоляцию стеклопакета


Чтобы повысить теплоизоляцию стеклопакета, можно рассматривать несколько способов: 

  • увеличение толщины стеклопакета, что изменит расстояние между сторонами

  • увеличение количества камер при установке двухкамерных стеклопакетов


Стоит отметить, что однокамерные стеклопакеты на рынке представлены в двух вариантах показателя толщины стёкол — 24 и 32 мм. Но несмотря на разницу более чем в 10 мм они имеют одинаковые теплоизоляционные характеристики. Происходит это из-за конвекции между стёклами, поэтому расстояние между сторонами не может изменить коэффициент сопротивления.


Какие нормы коэффициента в России?


Ранее не рекомендовалось в жилых помещениях ставить стеклопакет с сопротивлением менее 0,45. Этот показатель являлся строительной нормой, и при соблюдении всех правил стеклопакеты не могли быть изготовлены менее этого значения. Однако требования к сопротивлению теплопередаче светопрозрачных конструкций в России не пересматривались целых 20 лет. Они давно морально устарели по отношению к качеству продукции, представленной на современном рынке остеклений.

С июня 2019 года вступают в силу поправки в СП 50.13330 «Тепловая защита зданий». Были определены новые требования к сопротивлению теплопередаче светопрозрачных конструкций для всех климатических зон России. Так, согласно изменённому СП 50.13330 приведенное сопротивление теплопередаче светопрозрачной конструкции для г. Москва будет составлять 0.66 (ранее 0.49), что соответствует, например, окну с двухкамерным стеклопакетом с двумя низкоэмиссионными стеклами. Для г. Ижевск коэффициент сопротивления теплопередаче 0,72 (ранее 0,58).


Новые требования идут в ногу с трендом энергосбережения, позволят строить более комфортные жилые и административные здания и вступят в силу уже в середине 2019 года, заменив устаревшие нормы 20 летней давности. Российская индустрия производства и переработки стекла полностью готова производить окна и фасады по новым нормам. Очень важно проинформировать архитекторов и производителей светопрозрачных конструкций о новых нормах и путях их достижения.


Если вам нужны энергоэффективные окна, но вы не знаете с чего начать, то просто позвоните тел.: 22-00-44. Консультанты при общении всегда стараются подобрать решение, которое подходит конкретной квартире и конкретному дому.


Заказать звонок

Дополнительно

Дополнительная вкладка, для размещения информации о статьях, доставке или любого другого важного контента. Поможет вам ответить на интересующие покупателя вопросы и развеять его сомнения в покупке. Используйте её по своему усмотрению.

Вы можете убрать её или вернуть обратно, изменив одну галочку в настройках компонента. Очень удобно.

Коэффициент сопротивления теплопередачи стеклопакетов – Компания «ИЗОЛЮКС»

Законы термодинамики работают всегда и везде, один из них свидетельствует, что тепло передается от более нагретого тела к менее нагретому телу. В применении к обычной жизни – тепло из дома во время отопительного сезона стремиться на улицу. Стены, крыша и окна препятствуют теплопотерям, а не защищают нас от мороза. Через светопропускающие конструкции можно потерять до 30% тепла. Предотвратить это можно путем установки стеклопакетов с оптимизированным коэффициентом сопротивления теплопередачи. Этот параметр определяет энергоэффективность окон, балконных блоков, остекления лоджий. Базовые знания о теплопередаче помогут выбрать стеклопакеты, способны обеспечить энергоэффективность здания в соответствии с действующими СНиПами и ГОСТами.

Что такое сопротивление теплопередачи

Для оценки теплопотерь физики разработали несколько контрольных характеристик. Одной из них стал коэффициент сопротивления теплопередаче. Этот параметр отражает, сколько тепла может пройти через квадратный метр поверхности, если разница температур по разные стороны конструкции будет 1 градус. Измеряется характеристика в кв.м.*ºС/Вт. Простым языком – параметр свидетельствует о способности сопротивляться теплопотерям. Чем выше значение контрольной величины, тем лучше. Установка стеклопакетов с высокими теплотехническими характеристиками поможет снизить расходы на отопление осенью и зимой, на кондиционирование жарким летом.

Коэффициент сопротивления и конструктивные особенности

Сопротивление передаче тепла зависит от материалов, из которых изготовлена конструкция. Окно состоит из двух основных элементов – переплета и стеклопакета. Точные расчеты теплотехников для светопропускающей конструкции учитывают характеристики этих материалов и соотношение их площадей. Не сложно догадаться, что влияние стеклопакетов на теплотехнические характеристики значительно больше. Площадь створок, импостов, рам в зависимости от типа окна достигает 20-30%, все остальное – светопропускающий материал.

Расчетный коэффициент для двухкамерного стеклопакета равен 0,44, для деревянной рамы – 0,7. Чтобы изменить теплотехнические характеристики, нужно улучшать параметры светопропускающей конструкции. Рекомендуется использовать энергосберегающие конструкции. Однокамерный стеклопакет этого типа имеет коэффициент 0,58, а двухкамерный – 0,72. Эти показатели зафиксированы в нормативных документах, производители окон могут, как занизить, так и увеличить эти параметры.

Как увеличить коэффициент сопротивления

Теплопотери через окна очень велики, при строительстве частного дома стоит задумать о площади светопропускающих конструкций. Чем она больше, тем выше расходы на отопление. Контрольные теплотехнические величины у утепленных стен значительно выше, чем у стеклопакетов, но и окна-бойницы сегодня не в почете. Панорамный обзор – визитная карточка современной архитектуры. Чтобы при этом не тратить основную часть семейного бюджета на отопление, необходимо установить энергосберегающие окна.

Коэффициент сопротивления можно увеличить следующими способами:

  • заполнить камеры между стеклами инертным газом;
  • использовать энергосберегающие покрытия;
  • монтаж дистанционных рамок при сборке стеклопакетов, которые избавят от эффекта краевого промерзания.

Сочетание стекол, имеющих низкоэмиссионное покрытие, и камер с инертным газом может увеличить коэффициент на 80%.

Улучшить характеристики стекла позволяет покрытие, отражающее тепло. Если несколько лет назад для этого использовались пленки, имеющие непродолжительный срок эксплуатации, то сегодня стекло с металлизированным покрытием производят в заводских условиях. Не успели на рынке появиться селективные «К»-стекла, как их вытеснили «I»-стекла. Этот материал производится путем напыления тонкого слоя металла в атмосфере вакуума на предварительно подготовленное основание. Толщина металлизированной пленки не превышает 0,12 микрон и ее практически не видно. Использование этого стекла может увеличить сопротивление теплопередаче до 1,15.

Стоимость энергосберегающих стеклопакетов выше, чем цена стандартной продукции, но она полностью компенсируется высоким уровнем комфорта, снижением затрат на отопление и кондиционирования. Окна с высоким коэффициентом сопротивления служат не менее 20-25 лет. За это время они полностью окупаются несколько раз. Рачительным хозяевам стоит дополнительно посчитать расходы на лечение простуды, которую гарантируют некачественные окна. О коэффициенте сопротивления обязательно стоит подробно поговорить с производителем, ведь речь идет о комфорте, экономии семейного бюджета и здоровье всех членов семьи.

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛООТДАЧИ

Коэффициент теплоотдачи – количественная характеристика конвективного теплообмена между текучей средой (жидкостью) и поверхностью (стенкой), обтекаемой жидкостью. Эта характеристика появляется как коэффициент пропорциональности a в соотношении Ньютона-Рихмана

где – плотность теплового потока на стенке, T w температура стенки, T t характерная температура жидкости, например, температура T e вдали от стенки во внешнем потоке, температура объемного потока Т б в трубах и т.д. Единица измерения в международной системе единиц (СИ) (см. Международная система единиц) Вт/(м 2 К), 1 Вт/(м 2 К) = 0,86 ккал/(м 2 ч°C) = 0,1761 БТЕ/(hft 2 °F) или 1 ккал/(м 2 ч° C) = 1,1630 Вт/(м 2 К), 1 БТЕ/(hft 2 °F) = 5,6785 Вт/(м 2 К). Коэффициент теплоотдачи получил широкое распространение в расчетах конвективного теплообмена и при решении задач внешнего теплообмена между теплопроводной твердой средой и окружающей ее средой. Коэффициент теплоотдачи зависит как от тепловых свойств среды, гидродинамических характеристик ее течения, так и от гидродинамических и тепловых граничных условий. Используя методы теории подобия, зависимость коэффициента теплоотдачи от многих факторов во многих практически важных случаях может быть представлена ​​в виде компактных соотношений между безразмерными параметрами, известных как критерии подобия. Эти соотношения называются обобщенными или уравнениями подобия (формулами). В качестве безразмерного числа для теплообмена в этих уравнениях используется число Нуссельта Nu = αl/λf или число Стентона St =, где 1 – характерный размер поверхности в потоке, массовая скорость потока жидкости, λ f и C pf теплопроводность и теплоемкость жидкости. При решении задач теплопроводности в твердом теле часто в качестве граничного условия задается распределение коэффициента теплоотдачи α между телом и окружающей его средой. Здесь полезно использовать безразмерный независимый параметр — число Био Bi = αl/λ s , где λ s — теплопроводность твердого тела, а 1 — его характерный размер. Зависимость чисел Nu и St от чисел Re и Pr играет существенную роль в переносе тепла принудительной конвекцией. В случае полностью развитого теплообмена в круглой трубе с ламинарным течением жидкости число Нуссельта является константой, а именно Nu = 3,66 при постоянной температуре стенки и 4,36 при постоянном тепловом потоке (см. Трубы (однофазный теплообмен в ) ). В случае свободной конвекции число Nu зависит от чисел Gr и Pr. Когда теплоемкость жидкости существенно меняется, коэффициент теплопередачи часто определяют через разность энтальпий (h w – h f ). Понятие коэффициента теплоотдачи используется также при теплообмене с фазовыми превращениями в жидкости (кипение, конденсация). В этом случае температура жидкости характеризуется температурой насыщения T s . Порядок величины коэффициента теплоотдачи для различных случаев теплообмена представлен в таблице 1.

При анализе внутреннего теплообмена в пористых телах, т. е. конвективного теплообмена между жесткой матрицей и проницаемой через нее жидкостью, часто используют объемный коэффициент теплоотдачи

где qv — тепловой поток, переходящий от жесткой матрицы к жидкости в единице объема пористого тела, T w — локальная температура матрицы, T f — локальная объемная температура жидкости.

Следует подчеркнуть, что постоянство α в широком диапазоне и ΔT (при прочих равных условиях) встречается только в случае конвективного теплообмена, когда физические свойства жидкости при теплообмене изменяются незначительно. При конвективном теплообмене в жидкости с переменными свойствами и при кипении коэффициент теплоотдачи может существенно зависеть от и ΔT . В этих случаях увеличение теплового потока может привести к таким опасным явлениям, как выгорание (переходный тепловой поток) и ухудшение турбулентного теплообмена в трубах. Если (ΔT) является нелинейным, представляется нецелесообразным представлять его через коэффициент α при анализе, например, стабильности кипения.

Общий коэффициент теплопередачи

где T f1 и T f2 – температуры нагрева и нагрева жидкости, используется при расчетах теплообмена между двумя жидкостями через разделяющую стенку. Значения U для наиболее часто используемых конфигураций стен определяются по формулам

для плоской многослойной стены,

для цилиндрической многослойной стенки и

для сферической многослойной стены.

Здесь D 1 и D 2 – внутренний и внешний диаметры стенки, D – опорный диаметр, по которому определяется эталонная поверхность теплообмена, S i , D i , D i+1 и λ i — толщина, внутренний и внешний диаметры, теплопроводность i-го слоя. Первое и третье слагаемые в скобках называются термическими сопротивлениями теплопередачи. Для их снижения стенки ребрятся и используются различные способы увеличения теплоотдачи. Второе слагаемое в скобках означает термическое сопротивление стены, которое может значительно увеличиться в результате загрязнения стены, например, отложениями накипи и золы, или плохой теплопередачи между слоями стены. Значения α и U для малого элемента поверхности теплообмена называются локальными. Если они не сильно различаются, то при практических расчетах теплообмена на поверхностях конечных размеров используются средние значения коэффициентов и уравнение теплопереноса

где A — эталонная поверхность теплопередачи и (часто среднее логарифмическое) падение температуры (см. « Средняя разница температур» ).
Таблица 1. Приблизительные значения коэффициента теплопередачи

Schneider, P.J. (1955) Кондуктивная теплопередача , Addison-Wesley Publ. Ко, Кембридж.

Адьютори, Э. Ф. (1974) Новая теплопередача, тома. 1,2, Ventuno Press, Цинциннати.

Каталожные номера
  1. Джейкоб М. (1958) Heat Transfer , Wiley, New York, Chapman and Hall, London.
  2. Schneider, P.J. (1955) Conductive Heat Transfer , Addison-Wesley Publ. Ко, Кембридж.
  3. Adiutory, EF (1974) The New Heat Transfer, тт. 1,2, Ventuno Press, Цинциннати.

Общий коэффициент теплопередачи

Теплопередача через поверхность, подобную стене

U = Общий коэффициент теплопередачи (W/(M 2 K), BTU/(FT 2 H O F) )

A = СВЕТА (ПЕЧАТА СВЕТА (СВЕТ м 2 , фт 2 )

DT = (T 1 — T 2 )

= Разница температуры по стене ( O C, O F)

Общий коэффициент тепла для многослойного стена, труба или теплообменник — с потоком жидкости с каждой стороны стенки — можно рассчитать как

1 / U A = 1 / ч ci A i + Σ (s n / k n A n ) + 1 / ч co A o                                      (2)

where

U = the overall heat transfer coefficient (W/(m 2 K), Btu/(ft 2 h o F) )

k n = теплопроводность материала в слое n = теплопроводность материала в слое n ч 0 °F (фут) 0 °F 0 90 (Вт/(м0·К), 90

h c i,o = inside or outside wall individual fluid convection heat transfer coefficient (W/(m 2 K), Btu/(ft 2 H O F) )

S N = Толщина слоя N (M, Ft)

. до

1 / u = 1 / h Ci + σ (S N / K N ) + 1 / H CO (3)

Термическая проводимость — K — для для некоторые типичные материалы (не то, чтобы проводимость была свойством, зависящим от температуры)

  • Полипропилен ПП: 0,1–0,22 Вт/(м·К)
  • Нержавеющая сталь: 16–24 Вт/ (м·К)
  • Алюминий : 205 — 250 Вт/ (M k)
Преобразование между метрическими и имперскими единицами

  • 1 W/(M K) = 0,5779 1 W/(M K) = 0,5779 BTU/FT H00153 1 W/(M K) = 0,5779 BTU/FT H3 1 W/(M K) = 0,5779. )
  • 1 W/(m 2 K) = 0.85984 kcal/(h m 2 o C) = 0.1761 Btu/(ft 2 h o F)
  • Кондуктивная теплопередача
  • Теплопроводность широко используемых материалов

Коэффициент конвекционной теплопередачи — ч — зависит от

  • типа жидкости — если это газ или жидкость
  • свойства потока, такие как скорость
  • другие свойства, зависящие от потока и температуры

Коэффициент конвективной теплопередачи для некоторых Обычные жидкости:

  • Воздух — от 10 до 100 Вт/м 2 K
  • Вода — от 500 до 10 000 Вт/м 2 K

8888 2

K

8888.

0389

Этот калькулятор можно использовать для расчета общего коэффициента теплопередачи и теплопередачи через многослойную стену. Калькулятор является универсальным и может использоваться для метрических или имперских единиц, если использование единиц является последовательным.

A — area (m 2 , ft 2 )

t 1 — temperature 1 ( o C, o F)

t 2 — температура 2 ( O C, O F)

H CI — Коэффициент конвективной теплопередачи внутри стены (W/(M 2 K), BTU/(W/(M 2 K), BTU/(W/(M 2 K), BTU/(W/(M 2 K), (W/(M 2 K). 2 h o F) )

s 1 — thickness 1 (m, ft)

k 1 — thermal conductivity 1 (W/(m K), БТЕ/(час·фут·°F) )

s 2 — толщина 2 (м, фут)

k 2 — теплопроводность 2 )

s 3 — толщина 3 (м, фут)

k 3 — теплопроводность 3 90м·ч °(фут/фут·K3) ) )

h co — коэффициент конвективной теплопередачи снаружи стены (W/(m 2 K), Btu/(ft 2 h o F) )

Heat Transfer Thermal Resistance

Heat Передача Сопротивление может быть выражен как

R = 1 / U (4)

, где

R = Сопротивление теплопередачи (M 2 К / В. / БТЕ)

Стена разделена на секции теплового сопротивления, где

  • теплопередача между жидкостью и стенкой является одним сопротивлением
  • сама стена является одним сопротивлением
  • передача между стеной и стеной вторая жидкость — тепловое сопротивление

Поверхностные покрытия или слои «обожженного» продукта добавляют стенке дополнительное тепловое сопротивление, уменьшая общий коэффициент теплопередачи.

Некоторые типичные значения сопротивления теплопередаче
  • статический слой воздуха, 40 мм (1,57 дюйма)   : R = 0,18 м 2 К/Вт
  • внутреннее сопротивление теплопередаче, горизонтальный ток: R = 0,15 Вт 1 29001
  • внешнее сопротивление теплопередаче, горизонтальный ток: R = 0,04 м 2 K/Вт
  • внутреннее сопротивление теплопередаче, тепловой поток снизу вверх: R = 0,10 м 2 K/Вт

    • 4 внешнее сопротивление теплопередаче, поток тепла сверху вниз: R = 0,17 м 2 К/Вт

Пример — теплопередача в теплообменнике воздух-воздух

Пластинчатый теплообменник воздух-воздух площадью  2 м 2 мм 0,04 и толщиной стенки

9 0 изготавливаться из полипропилена, полипропилена, алюминия или нержавеющей стали.

Коэффициент конвекции теплопередачи для воздуха  50 Вт/м 2 K . Внутренняя температура в теплообменнике  100 o C , а наружная температура  20 или С .

Общий коэффициент теплопередачи U на единицу площади можно рассчитать, изменив (3) на

U = 1 / (1 / ч ci + s / k + 1 / h co ) (3B)

Общий коэффициент теплопередачи для теплообменника в

  • Полипропилен с теплопроводностью 0,1 Вт/МК —

U PP = 1 / (1 / ( 50 Вт/м 2 K ) + ( 0,1 мм ) (10 -3 Вт/м 9,08 м/мм13)/ ( 0,08 ) + 1 / ( 50 Вт /м 2 K ) )

= 24,4 Вт /м 2 K = 24,4 Вт /м 2 K

The Hate The Hate The 2 K

The Hatre The Hate The Hatre. = ( 24,4 Вт/м 2 K ) ( 2 м 2 ) (( 100 o C ) — (2 0 O C ))

= 3904 W

= 3,9 KW

  • = Stainles

U SS = 1 / (1 / ( 50 Вт/м 2 K ) + ( 0,1 мм ) (10 -3 Вт/м 1 9018 м/мм)/ ( ) + 1 / ( 50 Вт/м 2 К ) )

= 25 Вт /м 2 K

Теплопередача —

Q = ( 25 W /M 2 K ). ) (( 100 o C ) — (2 0 o C ))

   = 4000 W

   = 4 kW 

    алюминий

  • с теплопроводностью 205 Вт/мК :

U Al = 1 / (1 / ( 50 Вт/м 2 K ) + ( 0,1 мм/мм 90 — 3 904 ) (10 /( 205 Вт /мк ) + 1 / ( 50 Вт /м 2 K ) )

= 25 W /M

= 25 W /M

= 25 W /M

= 25 W /M

= 25 W /M

.

➜