熱及び空気のバランス (仮定) 空気の密度の変化は、小さいものとし、ここでは無視して概算する。 空気の密度 ρ=1.2kg/m3= 一定 |
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記号 |
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項目 |
数式 |
備考 |
空気量バランス |
F_in = F_out 但し、 F_in = F_in_stove + F_in_hunmanbeing + F_in_other F_out = F_out_stove + F_out_humanbeing + F_out_other |
系内の空気量が一定(部屋の容積が変化しない) |
必要な空気量 |
F_in_stove = 一定 |
暖房に必要な空気量は一定 正しくは、室内で化石燃料を燃焼させる方式の暖房に必要な空気量は、損失熱量に比例するが、ここでは、問題を簡単にするため このように近似する。 尚、電気機器での暖房の場合、及び、化石燃料を用いた暖房であっても、屋外で燃焼させるタイプのものでは、F_in_stoveがほぼゼロのなるので、こ の近似で差し支えない。 |
F_in_humanbeing = 一定 |
人間の生命維持に必要な換気量は一定 |
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熱バランス |
Q_in = Q_out 但し、 Q_out = Q_out_general + Q_out_air |
部屋の温度が一定とする |
排出される空気による排出熱量 |
Q_out_air = F_out × ρ × CP × (T_room
- T_outside) |
排出される空気の熱容量と流入する空気の熱容量の差が排出される熱量となる |
その他排出される熱量 |
Q_out_general = A × k × (T_room -
T_outside) = 一定 A: 部屋の表面積 k : 比例の定数 |
室温及び外気温が一定の場合は、その他の排出される熱量は一定 (実際にはこのように単純な式で表される訳ではないが、室内外の温度差が一定という前提の元ではこの仮定は概ね正確である) |
項目 |
数式 |
通常の排出熱量 |
Q_out_normal = ρCP(F_in_stove
+ F_in_humanbeing) + Q_out_general |
追加の換気がある場合の排出熱量 |
Q_out_extra_exhaust = ρCP(F_in_stove
+ F_in_humanbeing + F_out_other) + Q_out_general |
追加の換気による浪費熱量 |
Q_waste_extra_exhaust =
Q_out_extra_exhaust - Q_out_normal = ρCPQ_out_general |
空気の密度 ρ = 1.2 [kg/m3]上記が追加の換気による浪費エネルギとなる。尚、既述したように、空気の密度は一定ではないので、この計算には誤差が伴うが、議論を損ねるような大きな誤 差ではない。
空気の定圧比熱 CP = 1 [kJ/kgK]
換気による浪費エネルギ[kW] |
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(換気量↓) (室内外の温度差→) |
1[℃] |
5[℃] |
10[℃] |
15[℃] |
1[m3/h] |
0.000333
[= α] |
0.00167 |
0.00333 |
0.005 |
10[m3/h] |
0.00333 |
0.0167 |
0.0333 |
0.05 |
20[m3/h] |
0.00667 |
0.0333 |
0.0667 |
0.1 |
100[m3/h] |
0.0333 |
0.167 |
0.333 |
0.5 |
800[m3/h] |
0.267 |
1.333 |
2.667 |
4.0 |
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