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標題: 如何利用煙囪效應將熱空氣排出 [打印本頁]

作者: 4w 時間: 2011-7-5 07:01 標題: 如何利用煙囪效應將熱空氣排出

我最近在研究利用自然循環,想著如何利用煙囪效應, ,將室內空氣引導到屋頂上排放 ,
請問各位高手, 排氣管直徑和煙囪效應 ,是成正比還是反比?
還有煙囪長度,是否和排氣能力成正比?
如果我在屋頂上安裝一個迷你型直徑20公分免動力抽風機 ,下方直徑慢慢縮小到1英吋 , 長度6米是否還有效果?

作者: smhu 時間: 2011-7-5 07:52

不看好這樣子的設計咧，煙囱做得越高效果會愈明顯沒有錯，可是那些底部的溫度都是么夀高的，這種效應才會明顯有氣流出現的哦...
一般來說通風換氣分成兩種方式，局部排氣與整體換氣。局部排氣是利用抽（排）氣機將不想要的東西透過氣罩將小範圍的污染物捕集，利用導管傳送到排放的地方去。而整體換氣（舒適通風）則是使用最低的成本將室內的空氣送到室外去，利用壓差補充室外的空氣進來，達到換氣的目的。

作者: sjju 時間: 2011-7-5 08:29

1# 4w

排氣管直徑和煙囪效應 ,是成正比還是反比?

兩者無關！但通風流量約與管徑平方成正比。

還有煙囪長度,是否和排氣能力成正比?

說得沒錯！是煙囪高度！

如果我在屋頂上安裝一個迷你型直徑20公分免動力抽風機 ,下方直徑慢慢縮小到1英吋 , 長度6米是否還有效果?

可能還有點微弱氣息！

作者: Way 時間: 2011-7-5 13:15

目前住的地方
即使是盛夏
入夜後還是會掉到24-26度左右
我是利用5-600元的抽風機架在窗戶上
把戶外的冷空氣抽進來對流
有時還會冷到爬起來關電扇呢

最近是有想找風力強又靜音的風扇
讓整個屋子都能涼快一下

作者: 4w 時間: 2011-7-5 19:37

3# sjju

可能還有點微弱氣息！

看來還是實際實驗才能得知

作者: Ericg89127 時間: 2011-7-5 20:33

6# 4w

為何要縮小? 徒增阻力

作者: wayneshen57 時間: 2011-7-5 22:08

1# 4w

前陣子裝了一台Regency燒材壁爐，安裝師傅說八吋直徑煙囪至少需要四米長，
每轉彎45度，必須增加60公分長度。
燒材時廢氣自動會被煙囪吸上去，而不會洩漏到室內。
所以，煙囪長度與排氣的吸力是正向的關係，管徑縮小應當和轉彎同樣會增加阻力。
壁爐的燃燒室體積不到0.3立方公尺，但是一間十坪大的室內空間千百倍於此，
如果沒有動力，恐怕換氣率不足？

作者: sjju 時間: 2011-7-6 07:40

5# 4w

4W 帥哥求證之精神值得敬佩！
建議不用再耗費心力、物力來實證了！

通風量與系統中最小口徑處之口徑的約 2 次方成正比就對了！

作者: sjju 時間: 2011-7-6 07:42

7# wayneshen57

煙囪長度與排氣的吸力是正向的關係

不是「長度」的問題！是「高度」的問題！

作者: 4w 時間: 2011-7-6 15:29

為何要縮小? 徒增阻力

6# Ericg89127

站在工程施作上, 管子直徑小比較好埋管, 站在建築成本上 , 細管成本低些

作者: smhu 時間: 2011-7-6 18:16

10# 4w

管子直徑小，進風的面積就小了...除非說是利用動力的抽風扇，不然效果會不好的哦...如果單純要利用熱氣流的話，那麼熱空氣在煙囱裡面一直往上昇時溫度一直在下降，到了最頂端時的熱空氣量一定比入口端還要少，所以入口端要做得比出口端還要大上很多哦.....

作者: 4w 時間: 2011-7-7 06:31

11# smhu

我是這樣推演一下, 我們配置的免動力抽風機, 露出屋頂部分增加一截用金屬管的集熱區, 這樣在太陽照射下, 集熱區內溫度升高, 當溫度升高之後, 它會往上排出熱空氣, 加上風力旋轉產生拉力, 將底下空氣往上拉, 理論上是否可行?

一般免動力排風器 ,它的此吋最小也有20公分, 大一些的有30-40甚至更大, 有風時它轉的挺快, 這抽風力道可能不小, 如果20-40公分這樣粗的管道要從頂樓延伸到1樓配管上不好佩 ,如果進入屋頂後 ,縮小截面積, 雖說增加磨擦 ,但是它還是拉力在 ,不知縮小管道之後耗損的摩擦力, 是否還能拉得動底下空氣?

作者: 大地彩妝師 時間: 2011-7-7 22:19

呵
我又來亂了
愈高處
氣壓愈低，溫度愈低
所以如果有兩管
那麼空氣會乖乖地
冷空氣跑一管，熱空氣跑另一管嗎？
這樣是不是就會自己對流了>_<"

作者: 4w 時間: 2011-7-7 23:36

愈高處
氣壓愈低，溫度愈低
所以如果有兩管
那麼空氣會乖乖地
冷空氣跑一管，熱空氣跑另一管嗎？
這樣是不是就會自己對流了>

13# 大地彩妝師

高度造成溫差和壓差, 至少要百米, 高度每上升100m，才降低0.6度!!
上升100公尺壓力約少1200 pascal.
這6公尺頂多降0.036度, 可是頂樓直接曝曬沒有遮蔭, 高出的溫度可能多達3-5度, 所以我認為還是頂樓溫度高

作者: smhu 時間: 2011-7-8 00:08

12# 4w

有機會，但是那段受熱的長度可能要很長哦...記得曾看過報導歐洲正在試驗利用太陽的熱能帶動塔內的空氣產生熱對流來推動渦輪發電機，只是後來結果如何就不知道了...

作者: leifd2000 時間: 2011-7-25 23:51

本文章最後由 leifd2000 於 2011-7-26 00:19 編輯

參考吧-----理解中

有一房間牆壁厚為0.4 m，面積為12 m2，牆壁熱傳導係數為
k=0.7W/m‧K，室內、外空氣與牆壁表面的熱對流係數分別為
57W/m平方‧K和40W/m平方‧K，房間內空氣溫度為25℃，
室外空氣溫度為5℃。

試求通過該牆壁的散熱量以及室內牆壁的表面溫度。

今欲防止熱量散失過多而在室外牆壁面加釘一層石棉〈k=0.1W/m‧K〉牆。如果要讓散熱量只有原先的20%，需要多厚的石棉牆才能達到此目的？

這題目其實是屬於熱傳學的範疇。

這問題主要在問，熱量由室內通過室內及室外空氣對流、室內外牆壁表面空氣對流以及牆壁熱傳導，室內及室外空氣溫度分別為 25和 5℃，求熱傳通量（散熱速率）及牆壁表面溫度。

此題的熱傳現象有兩種︰對流與傳導，先熟知其熱傳速率(q)公式，如下︰

對流︰qc＝hAΔT

其中 h為熱對流係數，A為熱傳面積，ΔT為溫度差

傳導︰qk＝kAΔT/L

其中 k為熱傳導係數，L為熱傳長度(厚度)

由題目可知，熱量由室內需通過五關才能散到室外，分別是室內空氣對流、室內牆壁表面對流、牆壁傳導、室外牆壁表面對流、室外空氣對流，而熱量傳送是類比於電流的輸送，也就是類比於歐姆定律 I＝V/R，電流 I類比熱傳速率 q，電壓 V類比溫度差ΔT，電阻 R類比熱阻抗 R，而依據不同熱傳方式，就有不同熱阻抗算法，對流及傳導熱阻抗定義如下︰

對流︰qc＝hAΔT＝ΔT/ (1/hA)，則 R＝1/hA

傳導︰qk＝kAΔT/L＝ΔT/ (L/kA)，則 R＝L/kA

由題目敘述，我們可以想像，熱量的傳送如電流傳送，經過各式熱阻抗到室外，而這五個熱阻抗都屬於串聯的，如下簡圖︰

   --------->-------->------->--------->------->-------->-------> q

25℃----^^^^--------^^^^---Tw--^^^^--------^^^^--------^^^^-----5℃

         R1(空氣) R2(牆面) R3(牆)    R4(牆面) R5(空氣)

根據歐姆定律，串聯各點電流都相同，所以 q＝q1＝q2＝q3＝...，總熱阻抗 R＝R1+R2+R3+R4+R5，而總熱傳速率 q＝ΔT/R，由已知數據，可將總組抗算出來，如下︰

R＝R1+R2+R3+R4+R5

  ＝1/(57*12) + 1/(40*12) + 0.4/(0.7*12) + 1/(57*12) + 1/(40*12)

  ＝0.055

所以散熱量 q＝ΔT/R＝(25-5)/0.055＝363 (W)

由上面的簡圖，我們知道要求牆面溫度就必須知道室內空氣溫度及室內牆面溫度之熱阻抗來求出，所以

R＝R1+R2＝1/(57*12) + 1/(40*12)

q＝363＝(25-Tw) / [1/(57*12) + 1/(40*12)]

算出Tw＝23.7 (℃)

後來室外牆壁面加釘一層石棉牆（加一層熱阻抗）使熱傳速率變成原來的20%，則新熱傳速率 q'＝0.2*363＝72.6 (W)，而石棉牆熱阻抗 R3'＝L/kA＝L/(0.1*12)＝L/1.2，其餘熱阻抗不變，代入總熱傳速率，如下︰

q'＝72.6＝(25-5) / (0.055+L/1.2)

得到 L＝0.26 (m)

補充更正一下，原總熱阻抗算法應該是這樣：
　　
R＝R1+R2+R3+R4+R5

＝1/(57*12) + 1/(40*12) + 0.4/(0.7*12) + 1/(40*12) + 1/(57*12)

＝0.055

答案相同，只是項次順序（R4及R5）要調換才對

作者: leifd2000 時間: 2011-7-26 00:15

本文章最後由 leifd2000 於 2011-7-26 00:20 編輯

版大的意思---簡單來說是(正在猜想中)
希望用增壓方式--把下方冷空氣抽出(管子位於地面)
還是原本2樓鐵皮屋--把上方熱空氣抽出-(管子位於建築物上方)
就是要增壓抽取吧
如果把史特林發動機+葉片抽取(頂樓抽風好像就夠看了)
要是位於地面低點多開幾個進風口呢(冷空氣流入)

------------------無聊的分格線-------------

等待利害的巧手大貼圖(我去拿板凳)

作者: q3620233 時間: 2011-9-30 13:21

1.當內部溫度比外部高時.冷空氣由下方進入內部並由上方排出.稱之煙囪效應
2.當外部溫度比內部高時.冷空氣由上方進入內部並由下方排出.稱之逆煙囪效應

作者: 7560328 時間: 2011-10-1 18:34

以下2個有關煙囪效應的科研報告,或許可提供解答!
http://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/48/high/030808.pdf
http://science.ntsec.edu.tw/ezfiles/4/1004/attach/28/2007023.pdf

作者: 陳青 時間: 2011-12-2 09:16

這屋頂的排氣設置不是很好嗎？

作者: FlyNews 時間: 2011-12-5 00:51

煙囪效應是用來燒東西的,
其實頂樓太熱的問題,不必特地弄個煙囪,樓梯本身就會有煙囪效應,

地表上的熱,幾乎都是太陽來的!
頂樓會熱,就只是屋頂受到日照,在屋頂下/天花板上積熱不散,沒通風而已!

以樓主部落格照片中是用瓦片,照理來說,古早的屋瓦房是一層層疊上去,
瓦片之間有孔隙,並沒有密封,靠瓦片即可自然散熱,也可以補/換屋瓦。

若屋瓦房會嫌熱,應該是瓦片之間的孔隙密封住了!
瓦片受到日照的熱,透過固體(水泥/瓦片)把熱傳導到瓦片底下,
因為被密閉,熱無法釋出,瓦片底下/天花板上的空間就會很熱!

屋瓦牆壁左右兩側有孔,這也是用來通風的,只是照片中房子太長了,孔不夠大!
屋頂接受到太陽的積熱,也稍微對流到下方,屋頂若與天花板太近,熱源也會穿透天花板,
所以,屋頂要高一點,與天花板的距離遠一點......但都蓋好了,也沒法再加高...

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