窗户不同构造的传热系数问题

资料等级:窗户不同构造的传热系数问题
发布时间:2014-5-11
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资料简介
                    窗户不同构造的传热系数问题   
取内外表面换热系数αi=8.74 W/㎡.K, αe=23.04 W/㎡.K, 得铝合金窗框部分的总热阻值为0.161㎡.K/W, 传热系数为6.21 W/㎡.K。
其数值小于规范中的铝合金窗框传热系数6.94 W/㎡.K。代入公式(1)中,得铝合金窗户的计算值U为6.182 W/㎡.K 小于规范中的铝合金窗的传热系数6.4 W/㎡.K。 
比较窗户各部位的传热系数值,得出计算值和规范值不同的主要原因窗框的传热系数值不同。而导致窗框传热系数值不同的主要原因是贯通部分所占比率ηtr取值偏大,从而使窗框的热阻偏小,直接导致窗户的传热系数值偏大。
从型材断面中容易看出,真正贯通内外表面的金属实体部分所占比例实际上是很小的,与铝合金传热相比,所形成的空气间隙及其他非金属直接贯通部分的传热相对甚微,完全可以忽略。事实上,单层玻璃、铝合金及其他金属窗框本身的热阻都非常小,这些构件对热量流动的阻碍作用主要来源于内外表面的表面换热阻。因此,规范中的钢、铝等型材的传热系数取值偏大,导致窗户的传热系数偏大。
现以铝合金双玻窗(3+12+3)为例比较并说明规范和计算两种方法得出不同的传热系数的原因。
假定铝合金窗框的传热系数为6.21 W/㎡.K,窗框占窗户面积为0.3,根据规范中铝合金单框双玻璃窗户的传热系数3.9 W/㎡.K,通过公式(1)反推出玻璃部分的传热系数为2.91 W/㎡.K
现计算玻璃部分的传热系数
已知玻璃的热阻 Rg=D/λ=0.003/0.76=0.0039 ㎡.K/W
空气间隙热阻按美国ASHRAE夏季标准条件(室外温度320C,室内温度240C)为环境温度计算依据,空气层热阻的计算式为:
Rgap=(hgr+hgc+hgλ)-1={[6.12/(1/ε1+1/ε2)]+2.13}-1
其中hgr、hgc、hgλ分别为玻璃间层中辐射、对流和导热的传热系数对于普通双层玻璃,发射率ε1=ε2=0.84,间层热阻Rgap=0.152㎡.K/W
玻璃部分的总热阻为 R0=1/αe+ D1/λ+Rgap+D2/λ+1/αi
对于(3+12+3)双玻系统,考虑玻璃导热及内外表面换热阻后,上式变为: R0= Rgap+0.166 得出玻璃部分的总热阻为0.318㎡.K/W,
则玻璃部分的传热系数为3.14 W/㎡.K。
编辑评价
内容编制详细、表述清楚,易于理解,紧密联系相关规范和标准,技术含量高,有一定的参考价值。
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