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Suche Übersicht Faustregeln für Wärmetausch (z.B. Kühlung per Luftaustausch vs. Deckenkühlung)

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(@marvslab)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
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Themenstarter  

Hallo zusammen!

Schon eine ganze Weile beschäftige ich mich mit dem Thema Heizen/Kühlen auf verschiedenen Baustellen und philosophiere mit anderen darüber. Was mir immer wieder fehlt, sind einfache Faustregeln zum Vergleich der verschiedenen Optionen, besonders für Neulinge im Thema sind ein paar Geschichten ja erstmal recht kontraintuitiv. So geschrieben vielleicht ein wenig abstrakt, also ein Beispiel: Wohnraumkühlung (und genau umgekehrt dann auch -heizung)

Beispiel-Problem: das Dachgeschoss wird im Sommer zu warm. Erster Gedanke: Luft gegen kühlere tauschen oder kühlen! Im einfachsten Fall ist es nachts kühl genug, ich müsste also "nur" die Luft austauschen, idealer Weise passiv durch natürliche Luftbewegung.

Das ist aber ja leider Quatsch. Die Luft im Raum hat a) praktisch keine relevante Wärmekapazität im Vergleich zu Decke, Wänden und Möbeln und b) ist die Temperatur der Oberflächen für das Wohlbefinden einer damit konfrontierten Person viel entscheidender als die Lufttemperatur.

Gibt es da ein tolles Modell oder eine Faustregel, die man sich einfach merken kann? So wie "Das Material enthält Faktor 20 der Energie der Luft in einem typischen Wohnraum" oder ein Modell mit Schaubild?

Wenn ich das verinnerlicht habe, geht es weiter. Wie kriege ich die nötige Energie am effizientesten raus? Ich könnte ja die Luft austauschen passiv oder aktiv, kühlen per Monoblock, Split-Klima, Kaltwassersatz oder mit einem besseren Medium als Luft (im einfachsten Fall Wasser) per Rohrsystem die Wände und Decken kühlen (so lange ich dabei drauf achte, nie unter den Taupunkt zu kommen).

Alles bis auf das passive Lüften kostet Energie. Mindestens zum Transport des Mediums Luft oder Wasser, ggf. zusätzlich für einen Kompressor mit Kältemittel. Gibt es da Faustregeln für Standardszenarien? Noch feiner wäre ein Diagramm, in welchen Dimensionen sich welche Prinzipien eignen und wie effizient die da sein können.

Kennt da jemand eine gute Quelle?


   
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Win
 Win
(@win)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 3273
 

Veröffentlicht von: @marvslab

Das ist aber ja leider Quatsch. Die Luft im Raum hat a) praktisch keine relevante Wärmekapazität im Vergleich zu Decke, Wänden und Möbeln und b) ist die Temperatur der Oberflächen für das Wohlbefinden einer damit konfrontierten Person viel entscheidender als die Lufttemperatur.

Das ist aber die einzige Möglichkeit oft, überhaupt die Energie aus dem Raum zu bekommen: Über die Luft. Egal ob Lüftung oder Split-Klima.

Daumenregeln sind mir keine bekannt, bleibt ein komplexes Thema und jedes Haus ist anders. Klar sollte sein: Je mehr Masse die Mauern haben, um so mehr können sie Energie speichern, also z.B. dicke massive Mauern. Und dann braucht es auch viel Zeit, um diese Energie über die Luft wieder rauszubekommen.

 

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(@okabe)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 250
 

Wichtig sind vor allem zwei Erkenntisse:

1. Die Bedeutung der Luftfeuchtigkeit wird so gut wie immer völlig unterschätzt. 30 Grad bei sehr trockener Luft sind gar kein Problem. 25 Grad bei schwüler Luft sind extrem unangenehm und die Kleidung klebt innerhalb von Minuten am Körper. Folglich: die Reduzierung der LF muss oberste Priorität haben. Lösungen: jede Art von Klimaanlagen sowie Luftentfeuchter (was im Grunde auch nur eine Klimaanlage ist) und automatische Lüftung (dezentrale KWL) mit Feuchtesteuerung.

 

2. Der Energieverbrauch im Sommer ist völlig irrelevant. Wenn man Kühlen muss, dann weil (so gut wie immer) die Sonne scheint. Ein Standard-Balkonkraftwerk reicht schon aus, um die Stromkosten für das Kühlen/Entfeuchtung eines großen, mäßig gedämmten Dachgeschosses komplett zu decken. Selbst wenn ein BKW nicht möglich ist, so kann man zukünftig auf dynamische Strompreise gehen, die dann im Sommer bei viel Sonne entsprechend niedrig sein werden. Von daher: laufende Kosten sind nachrangig, Effektivität und Investitionskosten sind entscheidender.


   
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derblauweisse
(@derblauweisse)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 9 Monaten
Beiträge: 6
 

Da es sich hier um ein sehr komplexes Thema der Bauphysik handelt, kommt man mit Faustregeln nicht wirklich weiter. Es gibt allerdings einen ziemlich guten Online-Rechner, der einem auch dabei hilft diverse andere Einflussfaktoren besser zu verstehen und natürlich auch zu berechnen. 

ONLINE-RECHNER

 

Abbildung 1: Temperaturverlauf innerhalb des Bauteils zu verschiedenen Zeitpunkten. Jeweils von oben nach unten, braune Linien: um 15, 11 und 7 Uhr und rote Linien um 19, 23 und 3 Uhr morgens.

Abbildung 2: Temperatur der äußeren (rot) und inneren (blau) Oberfläche während eines Sommertages. Die Pfeile markieren die Zeitpunkte, bei denen die Temperaturen ihre Höchstwerte erreichen. Der horizontale Abstand in Stunden der beiden Pfeile bezeichnet man als Phasenverschiebung.

Ich habe mir z.B. mithilfe dieser Seite ein Excel-Tool für die individuelle Berechnung der durch meine Klimaheizung erzeugten Wärmemengen gebastelt. Mithilfe dieses Tools könnte jede Klimaanlagenheizung die Bafa-Förderrichtlinien, "Bereitstellung der erzeugten Wärmemengen", ganz simpel per App-Integration, erfüllen.

Einen ziemlich guten Einblick über die Zusammenhänge von Temperaturamplitudendämpfung und Phasenverschiebung, die als vergleichbare Qualitätsmerkmale für die Beurteilung des Kälte-/Hitzeschutzes eines Bauteils unentbehrlich sind, gibt es hier:

Ubakus - Berechnung des Hitzeschutzes

Allerdings darf man nicht erwarten, dass die berechneten Innentemperaturen den tatsächlichen Temperaturen entsprechen. In der Praxis spielen nämlich weitere Faktoren eine wichtige Rolle: Z.B. zusätzliche Wärmespeicher (Innenwände, Fußböden, usw.). Lüftung während der kühleren Abend-/Nachtstunden und die direkte Sonneneinstrahlung: Der Wärmeeintrag durch direkte Sonneneinstrahlung ist ca. 200 – 1000 Mal größer, als der Wärmeeintrag durch eine gedämmte Wand. Geeignete, außen liegende Verschattungseinrichtungen sind deshalb unentbehrlich. Solange die Sonne ungehindert durch Quadratmeter große Fenster in den Raum scheint, spielt die Temperaturamplitudendämpfung praktisch keine Rolle.

P.S. Wenn Andreas Schmitz hier mitliest, ich habe dir mein Excel-Tool "Wärmemengenerfassung Klimaanlagen" schon vor ein paar Wochen per Email zugesendet, wäre schön, wenn wir da etwas größeres draus machen könnten.

Mit herzlichen Grüßen aus dem Emsland 

Jörg Selan

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Win
 Win
(@win)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 1 Jahr
Beiträge: 3273
 

Veröffentlicht von: @derblauweisse

Der Wärmeeintrag durch direkte Sonneneinstrahlung ist ca. 200 – 1000 Mal größer, als der Wärmeeintrag durch eine gedämmte Wand. Geeignete, außen liegende Verschattungseinrichtungen sind deshalb unentbehrlich. Solange die Sonne ungehindert durch Quadratmeter große Fenster in den Raum scheint, spielt die Temperaturamplitudendämpfung praktisch keine Rolle.

Das ist doch schonmal eine gute Orientierung, danke für die Daumenwerte. Das zeigt gut, was man zuerst machen muss, bevor man über irgendwelche Dämmung nachdenkt.

Im Winter hingegen freut man sich über die recht großen thermischen Gewinne durch Sonneneinstrahlung, die oft dafür sorgen, dass man bei 15 Grad Durchschnitts-Außentemperatur immer noch 20-21 Grad innen hat.

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