Was ist Baumwollisolation – Definition

Die otton-Isolierung besteht aus 85% recycelter Baumwolle und 15% Kunststofffasern. Ähnlich wie bei Cellulose muss Baumwolle imprägniert werden, um die Baumwollisolierung flammhemmend zu machen. Wärmetechnik

Baumwollisolierung

Die Baumwollisolierung besteht aus postindustriellen Textilien aus recycelter Baumwolle. Die Baumwollisolierung besteht zu 85% aus recycelter Baumwolle und zu 15% aus Kunststofffasern. Ähnlich wie bei Cellulose muss Baumwolle imprägniert werden, um die Baumwollisolierung flammhemmend zu machen.

 

Wärmeleitfähigkeit von Baumwollisolierungen

Wärmeisolatoren - ParameterWärmeleitfähigkeit ist definiert als die Wärmemenge (in Watt), die aufgrund eines Temperaturunterschieds durch eine quadratische Materialfläche gegebener Dicke (in Metern) übertragen wird . Je niedriger die Wärmeleitfähigkeit des Materials ist, desto widerstandsfähiger ist das Material gegen Wärmeübertragung und desto wirksamer ist die Isolierung. Typische Wärmeleitfähigkeitswerte für Baumwolle Isolierung  ist um  0,035 W / m ∙ K .

Im Allgemeinen beruht die Wärmedämmung in erster Linie auf der sehr geringen Wärmeleitfähigkeit von Gasen . Gase besitzen im Vergleich zu Flüssigkeiten und Feststoffen schlechte Wärmeleitungseigenschaften und sind daher ein gutes Isolationsmaterial, wenn sie eingeschlossen werden können (z. B. in einer schaumartigen Struktur). Luft und andere Gase sind im Allgemeinen gute Isolatoren. Der Hauptvorteil liegt jedoch in der Abwesenheit von Konvektion. Daher funktionieren viele Isoliermaterialien (z. B. Baumwollisolierung ) einfach dadurch, dass sie eine große Anzahl von gasgefüllten Taschen aufweisen, die eine großflächige Konvektion verhindern .

Der Wechsel von Gastasche und festem Material führt dazu, dass die Wärme über viele Grenzflächen übertragen werden muss, was zu einer raschen Abnahme des Wärmeübergangskoeffizienten führt.

Beispiel – Baumwollisolierung

Wärmeverlust durch Wand - Beispiel - BerechnungEine Hauptquelle für den Wärmeverlust eines Hauses sind Wände. Berechnen Sie die Wärmestromrate durch eine Wand mit einer Fläche von 3 mx 10 m (A = 30 m 2 ). Die Wand ist 15 cm dick (L 1 ) und besteht aus Ziegeln mit einer Wärmeleitfähigkeit von k 1 = 1,0 W / mK (schlechter Wärmeisolator). Angenommen, die Innen- und Außentemperaturen betragen 22 ° C und -8 ° C, und die Konvektionswärmeübertragungskoeffizienten an der Innen- und der Außenseite betragen h 1 = 10 W / m 2 K und h 2 = 30 W / m 2K jeweils. Beachten Sie, dass diese Konvektionskoeffizienten stark von den Umgebungs- und Innenbedingungen (Wind, Luftfeuchtigkeit usw.) abhängen.

  1. Berechnen Sie den Wärmefluss ( Wärmeverlust ) durch diese nicht isolierte Wand.
  2. Nehmen Sie nun die Wärmedämmung an der Außenseite dieser Wand an. Verwenden Sie eine 10 cm dicke Baumwolldämmung  (L 2 ) mit einer Wärmeleitfähigkeit von k 2 = 0,04 W / mK und berechnen Sie den Wärmefluss ( Wärmeverlust ) durch diese Verbundwand.

Lösung:

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei vielen Wärmeübertragungsprozessen um Verbundsysteme und sogar um eine Kombination aus Wärmeleitung und Konvektion . Bei diesen Verbundsystemen ist es häufig zweckmäßig, mit einem Gesamtwärmeübergangskoeffizienten zu arbeiten , der als U-Faktor bezeichnet wird . Der U-Faktor wird durch einen Ausdruck definiert, der dem Newtonschen Gesetz der Abkühlung entspricht :

U-Faktor - Gesamtwärmeübergangskoeffizient

Der Gesamtwärmeübertragungskoeffizient ist mit dem im Zusammenhang Gesamtwärmewiderstand und ist abhängig von der Geometrie des Problems.

  1. nackte Wand

Unter der Annahme eines eindimensionalen Wärmeübergangs durch die ebene Wand und ohne Berücksichtigung der Strahlung kann der Gesamtwärmeübergangskoeffizient wie folgt berechnet werden:

Gesamtwärmeübergangskoeffizient - Wärmeverlustberechnung

Der Gesamtwärmeübergangskoeffizient beträgt dann:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W / m 2 K

Der Wärmestrom kann dann einfach wie folgt berechnet werden:

q = 3,53 [W / m 2 K] × 30 [K] = 105,9 W / m 2

Der gesamte Wärmeverlust durch diese Wand beträgt:

loss = q. A = 105,9 [W / m 2 ] × 30 [m 2 ] = 3177 W

  1. Verbundwand mit Wärmedämmung

Unter der Annahme eines eindimensionalen Wärmeübergangs durch die ebene Verbundwand, ohne Wärmekontaktwiderstand und ohne Berücksichtigung von Strahlung kann der Gesamtwärmeübergangskoeffizient wie folgt berechnet werden:

Gesamtwärmeübergangskoeffizient - Berechnung der Wärmedämmung

BaumwollisolierungDer Gesamtwärmeübergangskoeffizient beträgt dann:

U = 1 / (1/10 + 0,15 / 1 + 0,1 / 0,040 + 1/30) = 0,359 W / m 2 K

Der Wärmestrom kann dann einfach wie folgt berechnet werden:

q = 0,359 [W / m 2 K] × 30 [K] = 10,78 W / m 2

Der gesamte Wärmeverlust durch diese Wand beträgt:

loss = q. A = 10,78 [W / m 2 ] × 30 [m 2 ] = 323 W

Wie zu sehen ist, bewirkt eine Zugabe eines Wärmeisolators eine signifikante Verringerung der Wärmeverluste. Es muss hinzugefügt werden, ein Hinzufügen der nächsten Schicht Wärmeisolator führt nicht zu so hohen Einsparungen. Dies ist am Wärmewiderstand besser zu erkennen, mit dem der Wärmeübergang durch Verbundwände berechnet werden kann . Die Geschwindigkeit der gleichmäßigen Wärmeübertragung zwischen zwei Oberflächen ist gleich der Temperaturdifferenz geteilt durch den gesamten Wärmewiderstand zwischen diesen beiden Oberflächen.

Wärmewiderstand - Gleichung

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: [email protected] oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.