Teplota solného vzduchu - Sol-air temperature

Teplota solného vzduchu (T_sol-vzduch) je proměnná používaná k výpočtu chladicího zatížení budovy a ke stanovení celkového tepelného zisku vnějšími povrchy. Jedná se o zlepšení oproti:

${displaystyle {frac {q} {A}} = h_ {o} (T_ {o} -T_ {s})}$

Kde:

• ${displaystyle q}$ = rychlost přenosu tepla [W]
• ${displaystyle A}$ = plocha přenosu tepla [m²]
• ${displaystyle h_ {o}}$ = součinitel přestupu tepla pro záření (dlouhé vlny) a konvekci [W / m²K]
• ${displaystyle T_ {o}}$ = teplota venkovního prostředí [° C]
• ${displaystyle T_ {s}}$ = venkovní povrchová teplota [° C]

Výše uvedená rovnice zohledňuje pouze teplotní rozdíly a ignoruje dva důležité parametry, kterými jsou 1) sluneční radiační tok; a 2) infračervené výměny z oblohy. Koncept T_sol-vzduch byl tedy zaveden, aby bylo možné tyto parametry zahrnout do vylepšeného výpočtu. Výsledky následujícího vzorce:

${displaystyle T_ {mathrm {sol-air}} = T_ {o} + {frac {(acdot I-Delta Q_ {ir})} {h_ {o}}}}$

Kde:

• ${displaystyle a}$ = absorpce slunečního záření (povrchová solární absorpce nebo inverze sluneční odrazivosti materiálu) [-]
• ${displaystyle I}$ = globální sluneční záření (tj. celkové sluneční záření dopadající na povrch) [W / m²]
• ${displaystyle Delta Q_ {ir}}$ = extra infračervené záření v důsledku rozdílu mezi teplotou vnějšího vzduchu a zdánlivou teplotou oblohy. To lze zapsat jako ${displaystyle Delta Q_ {ir} = F_ {r} * h_ {r} * Delta T_ {o-sky}}$ [W / m²]

Produkt ${displaystyle T_ {mathrm {sol-air}}}$ právě nalezené lze nyní použít k výpočtu množství přenosu tepla na jednotku plochy, jak je uvedeno níže:

${displaystyle {frac {q} {A}} = h_ {o} (T_ {mathrm {sol-air}} -T_ {s})}$

Ekvivalentní a užitečnější rovnice pro čisté tepelné ztráty v celé konstrukci je:

${displaystyle {frac {q} {A}} = U_ {c} (T_ {i} -T_ {mathrm {sol-air}})}$

Kde:

• ${displaystyle U_ {c}}$ = hodnota U konstrukce podle ISO 6946 [W / m²K].
• ${displaystyle T_ {i}}$ = vnitřní teplota [° C]
• ${displaystyle Delta T_ {o-sky}}$ = rozdíl mezi venkovní teplotou vzduchu v suchém teploměru a průměrnou teplotou záření na obloze [° C]
• ${displaystyle F_ {r}}$ = Tvarový faktor mezi prvkem a oblohou [-]
  • ${displaystyle F_ {r}}$ = 1 pro nestínovanou vodorovnou střechu
  • ${displaystyle F_ {r}}$ = 0,5 pro nestínovanou svislou stěnu
• ${displaystyle h_ {r}}$ = vnější součinitel prostupu sálavého tepla [W / m²K]

Rozšířením výše uvedené rovnice nahrazením ${displaystyle T_ {mathrm {sol-air}}}$ je odvozena následující rovnice tepelných ztrát:

${displaystyle {frac {q} {A}} = U_ {c} (T_ {i} -T_ {o}) - {frac {U_ {c}} {h_ {o}}} {[acdot I-F_ { r} cdot h_ {r} cdot Delta T_ {o-sky}]}}$

Výše uvedená rovnice se používá pro neprůhledné fasády v,^[1] a vykresluje přechodný výpočet ${displaystyle T_ {mathrm {sol-air}}}$ zbytečné. Hlavní výhodou tohoto druhého přístupu je, že se vyhne potřebě odlišného venkovního teplotního uzlu pro každou fasádu. Schéma řešení je tedy udržováno jednoduché a podmínky slunečního a nebeského záření ze všech fasád lze agregovat a distribuovat do uzlů vnitřní teploty jako zisky / ztráty.

Reference

1. Objem základů Příručka ASHRAE, ASHRAE, Inc., Atlanta, GA, USA, 2005
2. Vytápění a chlazení budov, 2. vyd., Kreider, Curtiss, Rabl, McGraw-Hill, New York, USA, 2002

Viz také

• HVAC
• ASHRAE
• Aktivní solární
• Pasivní solární energie
• ISO 13790