Kühlerauswahl, Enthalpie und Taupunkt der Luft

Lüftungskanäle Wärmerückgewinnung Luftstrom - Temperaturen Kühlerleistung - Enthalpie - Taupunkt Lüftungskanalgewicht Mollier-i-x-Diagramm Auslegung von Lüftungsgeräten

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Kühlregister-Leistungsberechnung

Außentemp. [°C]

Außenfeuchte [%]

Kühlregister-Wandtemp. [°C]

Erforderliche Kühltemp. [°C]

Luftstrom [m³/h]

Berechnung der Enthalpie und des Taupunkts von feuchter Luft

Außentemp. [°C]

Außenfeuchte [%]

Vergleich zweier Luftzustände?

Rechner für Kühlerleistung, Enthalpie und Taupunkt feuchter Luft

Professioneller psychrometrischer Rechner für Lüftungs- und Klimaplaner. Er kombiniert in einem Werkzeug zwei grundlegende Analysen: die Auslegung der Kühlerleistung eines Lüftungsgeräts (basierend auf der Enthalpiedifferenz zwischen Außenluft und Luft hinter dem Kühler) sowie die Bestimmung des vollständigen Satzes psychrometrischer Parameter eines beliebigen Feuchtluftzustands — Enthalpie h, Taupunkt Td und absolute Feuchte w. Zusätzlich ermöglicht er den Vergleich zweier Luftzustände nebeneinander, was bei der Analyse von Luftbehandlungsprozessen (Kühlung, Entfeuchtung, Mischung, Erwärmung) hilfreich ist. Das Werkzeug unterstützt die Berechnung sommerlicher Kühllasten von Zu-/Abluftgeräten für polnische Klimabedingungen.

So benutzen Sie den Rechner

Kühlerauslegung — geben Sie die Außenlufttemperatur, ihre relative Feuchte und den Lüftungsluftvolumenstrom ein. Anschließend geben Sie die gewünschte Lufttemperatur hinter dem Kühler und die Kühlerwandtemperatur (Wärmeübertragungsfläche) ein. Der Rechner ermittelt die Kühlerleistung in kW sowie die Parameter der Luft, die den Kühler verlässt.

Feuchtluftanalyse — geben Sie die Temperatur und relative Feuchte eines beliebigen Luftzustands ein, und der Rechner gibt die Enthalpie h [kJ/kg], den Taupunkt Td [°C] und die absolute Feuchte (Feuchtigkeitsgehalt) w [g pro kg trockener Luft und g/m³] aus.

Vergleich zweier Zustände — der Schalter „Zwei Luftzustände vergleichen?" zeigt zwei unabhängige Enthalpie-Rechner nebeneinander. So können Sie z. B. Außenluft mit Zuluft, den Zustand vor und nach einem Kühler oder den Zustand vor und nach einem Heizregister vergleichen.

Grundgleichungen — Psychrometrie und Enthalpiebilanz

Kühlerleistung

Die Kühlerleistung wird als Produkt aus Enthalpiedifferenz zwischen Eintritts- und Austrittsluft und Luftmassenstrom berechnet:

Q = ṁ · Δh = ṁ · (h₁ − h₂)

wobei: Q — Kühlerleistung [kW], ṁ — Luftmassenstrom [kg/s] (umgerechnet aus dem Volumenstrom V mit der Dichte ρ ≈ 1,2 kg/m³), h₁ — Enthalpie der Luft vor dem Kühler [kJ/kg], h₂ — Enthalpie der Luft nach dem Kühler [kJ/kg]. Die Enthalpiedifferenz Δh umfasst sowohl die Abkühlung der Luft (sensible Wärme) als auch die Kondensation des Wasserdampfs (latente Wärme), wenn die Kühlerwandtemperatur unter dem Taupunkt der Eintrittsluft liegt.

Enthalpie feuchter Luft

h = cp · T + w · (2501 + 1,86 · T)

wobei: h — Enthalpie [kJ/kg trockener Luft], cp — spezifische Wärmekapazität trockener Luft ≈ 1,005 kJ/(kg·K), T — Lufttemperatur [°C], w — absolute Feuchte [kg Dampf/kg trockener Luft], 2501 kJ/kg — Verdampfungswärme von Wasser bei 0 °C, 1,86 kJ/(kg·K) — spezifische Wärmekapazität des Wasserdampfs.

Taupunkt — Magnus-Formel

Td = (b · α) / (a − α), α = (a · T) / (b + T) + ln(RH)

wobei: Td — Taupunkt [°C], T — aktuelle Lufttemperatur [°C], RH — relative Feuchte als Bruchteil (z. B. 0,5 für 50%), a = 17,27, b = 237,7. Die Magnus-Formel liefert ausreichende Genauigkeit (±0,4 °C) für typische meteorologische und HVAC-Bereiche von −40 °C bis +60 °C.

Typische Auslegungswerte für Lüftungskühler im polnischen Klima

Die folgenden Werte sind Ausgangspunkte für schnelle Berechnungen und spiegeln die polnische Planungspraxis für Komfortklimatisierung wider:

Sommerauslegungs-Außenbedingungen für Polen (Zone III, größter Teil des Landes): Außentemperatur 30–35 °C (typisch 32 °C), relative Feuchte 45–55%, Außenluftenthalpie ca. 65–75 kJ/kg.
Komfort-Sommerzulufttemperatur: 16–18 °C bei Deckenauslässen (Tzuluft − Traum etwa −6 bis −10 K). Der Taupunkt der Zuluft liegt üblicherweise bei 10–14 °C, was eine Entfeuchtung der Luft auf dem Weg durch den Kühler sicherstellt.
Wassergekühlte Register (gespeist mit Kaltwasser aus einem Kaltwassersatz) — die Wandtemperatur hängt von den Betriebsparametern der Anlage ab. Typisch Kaltwasser 7/12 °C, was eine mittlere Wandtemperatur von ca. 9–10 °C ergibt.
Direktverdampfungskühler (DX, Kältemittel) — die Wandtemperatur liegt nahe der Verdampfungstemperatur des Kältemittels, typisch 4–8 °C. Sie ermöglichen eine tiefere Luftentfeuchtung.
Sensible vs latente Wärme — wenn die Kühlerwandtemperatur über dem Taupunkt der Eintrittsluft liegt, ist die Kühlung rein sensibel (Δw = 0, keine Kondensation). Liegt die Wand unter dem Taupunkt, wird ein Teil der Kühlerleistung für die Kondensation des Wasserdampfs aufgewendet — der latente Anteil kann unter Sommerbedingungen 30–50% der Gesamtleistung erreichen.
Kühler-Bypass-Faktor (BF) — der Anteil der Luft, der den Kühler ohne Kontakt mit seiner Oberfläche passiert. Typische Werte: 0,1–0,2 für 4–6-reihige Kühler, 0,2–0,3 für 2–3-reihige. Er beeinflusst die Entfeuchtungseffizienz und den erforderlichen Kaltwasserstrom.
Kühllasten typischer Räume (bei 32 °C außen und 24 °C innen): Büro 60–100 W/m², Konferenzraum 100–200 W/m², Serverraum 500–2000 W/m². Dies sind Richtwerte — eine detaillierte Auslegung erfordert eine vollständige Gebäudebilanz.