R-value و U-value دو مفهوم مهم در HVAC هستند. R-value اندازه گیری مقاومت یک ماده در برابر جریان گرما است. هر چه مقدار R بالاتر باشد، عایق بهتری خواهد بود. U-value اندازه گیری توانایی یک ماده برای انتقال گرما است. هرچه مقدار U کمتر باشد، عایق بهتری خواهد بود.
معادلات
R-value:
مقاومت حرارتی معیاری برای سنجش توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر جریان گرما است. هرچه مقاومت حرارتی بالاتر باشد، مواد در عایق بهتری هستند. مقاومت حرارتی در اندازه گیری می شود R-value، که در بیان می شود واحدهای امپراتوری مانند ساعت مربع Ft. °F/Btu و در واحدهای SI مانند m².K/W.
$$R = \frac{1}{C} = \frac{1}{K} \times \text{Thickness}$$U-value:
U-value اندازه گیری سرعت انتقال حرارت از طریق یک ماده است. هرچه مقدار U کمتر باشد، مواد در عایق بهتری هستند. U-value در اندازه گیری می شود واحدهای امپراتوری مانند Btu/Hr. مربع Ft. درجه فارنهایت و در واحدهای SI مانند W/m².K.
R-value و U-value با یکدیگر نسبت معکوس دارند. این بدان معنی است که هر چه مقدار R بیشتر باشد، مقدار U کمتر است و بالعکس.
$$U = \frac{1}{\Sigma R}$$جایی که:
- Rمقدار R است (hr-ft²·°F/Btu)
- تومقدار U است (Btu/hr-ft²·°F)
- جرسانایی است (Btu/hr-ft²·°F)
- کرسانایی است (Btu·in/hr-ft²·°F)
- ΣRمجموع مقادیر R فردی است
واحد
R-value و U-value را می توان در هر دو واحد Imperial و SI بیان کرد.
واحدهای امپراتوری:
- R-value: hr-ft²·°F/Btu
- مقدار U: Btu/hr-ft²·°F
واحدهای SI:
- R-value: m²·K/W
- U-value: W/m²·K
فاکتورهای تبدیل زیر را می توان برای تبدیل بین واحدهای Imperial و SI مقاومت حرارتی و U-value استفاده کرد:
ویژگی | واحد شاهنشاهی | واحد SI | ضریب تبدیل |
|---|---|---|---|
مقاومت حرارتی | ساعت مربع Ft. °F/Btu | m².K/W | 0.1761 |
U-value | Btu/Hr. مربع Ft. درجه فارنهایت | W/m².K | 5.678 |
مثال
یک دیوار از سه لایه تشکیل شده است: یک لایه سایدینگ با R-value 0.5، یک لایه عایق با R-value 10، و یک لایه از دیوار خشک با R-value 0.5. مقدار R کل دیوار برابر است با:
Rtotal = Rsiding + Rinsulation + Rdrywall = 0.5 + 10 + 0.5 = 11 hr-ft²·°F/Btu
U-value دیوار عبارت است از:
$$U = \frac{1}{\Sigma R} = \frac{1}{11} = 0.091 Btu/hr-ft²·°F$$نتیجه
R-value و U-value مفاهیم مهمی در HVAC هستند. با درک این مفاهیم، می توانید سیستم های HVAC را برای بهبود بهره وری انرژی و راحتی بهتر طراحی و راه اندازی کنید.