Kühlerleistung berechnen (zwei Messpunkte)
Aus Temperatur, Feuchte und Volumenstrom vor und nach dem Kühler berechnen Sie die tatsächliche Kühl- oder Heizleistung. Die Werte der Temperaturformel (ρ·Q·Cp·Δt) und des Enthalpieverfahrens (ṁ·Δh) stehen nebeneinander, samt Abweichung und Grund.
Berechnungsgrundlagen
Das Enthalpieverfahren verwendet dieselben Definitionen wie die Karte der Zustandsänderung im psychrometrischen Rechner. Der Volumenstrom wird mit dem spezifischen Volumen im Eintrittszustand in einen Massenstrom trockener Luft umgerechnet.
| Größe | Gleichung | Erläuterung · Grundlage |
|---|---|---|
| Massenstrom trockener Luft | ṁ = V / v₁ | V ist der am Eintritt gemessene Volumenstrom, v₁ das spezifische Volumen am Eintritt (m³/kg trockene Luft). ASHRAE Fundamentals 2017, Kap. 1, Gl. 28 |
| Gesamtleistung (Enthalpieverfahren) | Q_t = ṁ · (h₁ − h₂) | h ist die Enthalpie feuchter Luft (Gl. 32). Beim Kühlen die vom Kühler abgeführte Wärme |
| Sensible Leistung | Q_s = ṁ · (1,006 + 1,86 x₁) · (t₁ − t₂) | Spezifische Wärmekapazität feuchter Luft beim Wassergehalt am Eintritt, wie in der Karte der Zustandsänderung des Rechners |
| Latente Leistung und Kondensat | Q_l = Q_t − Q_s, m_w = ṁ · (x₁ − x₂) | Die latente Leistung ist die Gesamtleistung minus die sensible. Das Kondensat entspricht der Abnahme des Wassergehalts |
| Temperaturformel (Näherung aus der Praxis) | Q = ρ · V · Cp · Δt, ρ = 1,2 kg/m³, Cp = 1,006 kJ/(kg·K) | Näherungswerte für Dichte und spezifische Wärmekapazität trockener Luft bei etwa 20 °C. Die Feuchteänderung (latente Wärme) bleibt unberücksichtigt, daher liefert die Formel an einem entfeuchtenden Kühler nur den sensiblen Anteil |
Rechenbeispiel
Eintritt 27 °C Lufttemperatur, 19,5 °C Feuchtkugeltemperatur (φ 49,8 %, Wassergehalt 11,10 g/kg, Enthalpie 55,48 kJ/kg, spezifisches Volumen 0,8655 m³/kg), Austritt 14 °C Lufttemperatur, 13 °C Feuchtkugeltemperatur (φ 89,6 %, Wassergehalt 8,92 g/kg, Enthalpie 36,62 kJ/kg), Volumenstrom 10.000 m³/h (am Eintritt).
ṁ = 10.000 / 3600 / 0,8655 = 3,210 kg/s. Gesamt = 3,210 × (55,48 − 36,62) = 60,54 kW (17,2 RT). Sensibel = 3,210 × (1,006 + 1,86 × 0,01110) × 13 = 42,84 kW, latent = 17,70 kW, Kondensat 25,2 kg/h.
Die Temperaturformel ergibt 1,2 × 2,778 × 1,006 × 13 = 43,59 kW und liegt damit 28,0 % unter dem Enthalpieverfahren. Der größte Teil der Abweichung ist die latente Wärme (29 % der Gesamtleistung), der Rest die Näherung ρ·Cp.
Grenzen und Messfehler
Messfehler verändern das Ergebnis stark. In feuchter Luft wie am Kühleraustritt entspricht ein Fehler von 0,5 K bei der Feuchtkugeltemperatur einer Enthalpie von etwa 1,3 bis 1,7 kJ/kg (Austritt und Eintritt dieses Beispiels), in diesem Beispiel also rund 7 bis 9 % der Gesamtleistung. Messen Sie die Feuchtkugeltemperatur mit nassem Docht und ausreichender Luftgeschwindigkeit (etwa 3 m/s oder mehr); Sensoren für die relative Feuchte verlieren am Austritt nahe der Sättigung an Genauigkeit.
Fehler bei der Volumenstrommessung (Pitotrohr-Netzmessung, Anemometer) gehen unmittelbar in das Ergebnis ein. Mitteln Sie am Austritt mehrere Punkte, um die Schichtung direkt hinter dem Kühler und mitgerissene Tropfen zu vermeiden.
Gerechnet wird mit Normdruck (101,325 kPa). Ventilatorwärme und Wärmegewinne der Kanäle werden nicht gesondert abgezogen.
Quellen
- ASHRAE Handbook Fundamentals 2017 (SI), Kapitel 1 Psychrometrics: Enthalpie (Gl. 32), spezifisches Volumen (Gl. 28), Feuchtkugeltemperatur (Gl. 33, 35)
- Näherung aus der Praxis ρ 1,2 kg/m³, Cp 1,006 kJ/(kg·K): Normluft bei 20 °C, Meereshöhe
Zuletzt aktualisiert: 2026-10-07.