Kühlleistung Rechner - Klimaanlage berechnen
Über die Berechnung der Kühlleistung
Der Rechner schätzt die erforderliche Kühlleistung einer Klimaanlage für einen einzelnen Raum und zeigt das Ergebnis in kW und BTU/h an. Die Berechnung erfolgt als Summe der Wärmeeinträge aus Luftvolumen, Personen, Haushaltsgeräten sowie ausgewählten Korrekturfaktoren für Betriebsbedingungen.
Richtwerte und Empfehlungen
Endformel und Berechnungsablauf
Die endgültige Kühlleistung Q (kW) ergibt sich aus der Summe der einzelnen Komponenten. Alle Komponenten werden in kW berechnet. Ist eine Option nicht ausgewählt, beträgt der entsprechende Zuschlag 0.
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Qvent + Qtop
Raumvolumen, Temperatur und Grundlast
Das Raumvolumen V (m³) wird aus der Grundfläche S (m²) und der Raumhöhe h (m) berechnet.
V = S × h
Die Auslegungstemperaturdifferenz ΔT wird aus der Außenlufttemperatur und der gewünschten Raumtemperatur bestimmt.
ΔT = max(0, tout - tin)
Die Grundtemperaturlast wird bezogen auf eine Temperaturdifferenz von 8°C berechnet.
Qbase = (q / 1000) × V × (ΔT / 8)
Der spezifische Richtwert wird bei einer Auslegungstemperaturdifferenz von 8°C mit q = 35 W/m³ angesetzt.
Der solare Wärmeeintrag wird durch die gewählte Stärke der Sonneneinstrahlung bestimmt.
Qsun = (q / 1000) × V × (ksun - 1)
Der Verglasungszuschlag wird nur angewendet, wenn die Verglasungsfläche in der Berechnung berücksichtigt wird.
Qglass = (q / 1000) × V × (ΔT / 8) × (kglass - 1)
Q1 = Qbase + Qsun + Qglass
Wärmeeintrag durch Personen
Die Personenlast Q2 (kW) wird anhand der Personenzahl n und des Richtwerts pro Person berechnet.
Q2 = n × 0.10
Der Richtwert pro Person beträgt 0.10 kW und entspricht leichter körperlicher Aktivität in Innenräumen.
Wärmeeintrag durch Haushaltsgeräte
Die Gerätelast Q3 (kW) wandelt die gesamte elektrische Leistung der Geräte Pel (W) in einen zusätzlichen Wärmeeintrag um.
Q3 = Pel × 0.0003
Der Koeffizient 0.0003 setzt voraus, dass zum Auslegungszeitpunkt ungefähr 30% der angegebenen Gesamtleistung der Geräte in Wärme umgewandelt werden. Ist die tatsächliche gleichzeitige Leistungsaufnahme der Geräte bekannt, kann die vereinfachte Berechnung den Wärmeeintrag unterschätzen.
Lüftungskorrektur anhand der Luftwechselrate
Der Lüftungszuschlag Qvent (kW) berücksichtigt die zum Kühlen der Zuluft erforderliche Last. Er wird nur einbezogen, wenn die Lüftung berücksichtigt wird, und hängt von der Luftwechselrate N (1/h) sowie vom Raumvolumen V (m³) ab.
Qvent = N × V × 0.000335 × ΔT
Der Koeffizient 0.000335 berücksichtigt die volumetrische Wärmekapazität der Luft. Die Lüftungslast steigt mit zunehmender Luftwechselrate und Temperaturdifferenz.
- Für Wohnräume wird häufig N =
0.5-1.0verwendet. - Für Küchen, Bäder, Werkstätten und Räume mit erhöhter Luftfeuchtigkeit wird häufig N =
1.5-3.0oder höher verwendet. - Ist die Luftwechselrate im Projekt vorgegeben, wird normalerweise der projektierte Wert von N verwendet.
Zuschlag für das oberste Geschoss
Die Option für das oberste Geschoss fügt der Berechnung einen Anteil der Grundlast Q1 hinzu.
Qtop = 0.15 × Q1
Der Koeffizient 0.15 berücksichtigt die zusätzliche Erwärmung des Raums durch das Dach und die oberen Bauteile der Gebäudehülle.
Wie der empfohlene Leistungsbereich bestimmt wird
Der empfohlene Bereich wird aus dem Endwert Q abgeleitet, um die nächstgelegene verfügbare Leistung mit einem kleinen Zuschlag auszuwählen.
Qmin = 0.95 × Q
Qmax = 1.15 × Q
Auswahlprinzip: Der Bereich dient als Richtwert für den Vergleich mit verfügbaren Leistungsgrößen. Vorzugsweise sollte ein Modell gewählt werden, dessen Nennkühlleistung nicht unter dem berechneten Wert Q liegt und keinen übermäßigen Zuschlag enthält.
Umrechnung des Ergebnisses in BTU/h
Die Einheit BTU/h wird zum Vergleich mit der üblichen Leistungskennzeichnung von Raumklimageräten verwendet. Die Umrechnung erfolgt mit einem konstanten Faktor.
BTU/h ≈ kW × 3412.142
Der Umrechnungsfaktor beträgt 3412.142 BTU/h je 1 kW Kühlleistung.
Normenbezug
EN 14511 legt Prüfbedingungen und Prüfverfahren sowie Regeln zur Bestimmung der Leistungsmerkmale von Klimageräten und Wärmepumpen fest. Das berechnete Ergebnis sollte mit der gemäß EN 14511 angegebenen Nennkühlleistung des Geräts verglichen werden.
EN 16798-1 legt Eingangsparameter für das Innenraumklima bei der Gebäudeplanung und der Bewertung der Gesamtenergieeffizienz fest. Die Norm ist nicht die von diesem Rechner verwendete Berechnungsmethode. Ist der Außenluftvolumenstrom im Projekt vorgegeben, sollte die Lüftungslast anhand der projektierten Luftwechselrate bestimmt werden.
Häufig gestellte Fragen
Warum basiert die Berechnung auf dem Volumen und nicht nur auf der Grundfläche?
Die vereinfachte Methode verwendet einen spezifischen Richtwert in W/m³. Daher wird die Grundfläche des Raums mit der Raumhöhe multipliziert. Bei gleicher Grundfläche erhält ein Raum mit höherer Decke eine höhere berechnete Grundlast.
Worin unterscheidet sich die Kühlleistung von der elektrischen Leistungsaufnahme?
Die Kühlleistung Q gibt an, wie viel Wärme aus dem Raum abgeführt werden muss. Die elektrische Leistungsaufnahme hängt von der Effizienz des jeweiligen Modells ab und ist normalerweise geringer als Q.
Wann hat die Lüftung den größten Einfluss auf das Ergebnis?
Bei einer hohen Luftwechselrate N oder einem großen Raumvolumen V steigt der Zuschlag Qvent linear an und kann mit der Grundlast Q1 vergleichbar werden. Bei einer kontinuierlichen Zufuhr von Außenluft führt die Nichtberücksichtigung der Lüftung häufig zu einer unzureichenden Leistung des Klimageräts.
Wie beeinflusst die Temperatur das Ergebnis?
Je größer die Differenz zwischen der Auslegungs-Außentemperatur und der gewünschten Raumtemperatur ist, desto höher ist die Last durch die Gebäudehülle und die Lüftung. Der Koeffizient 0.15 berücksichtigt zusätzlich erhöhte Wärmeeinträge im obersten Geschoss.
Wie sollte anhand des Bereichs Qmin-Qmax ein Modell ausgewählt werden?
Vergleichen Sie die Nennkühlleistung des Modells mit dem berechneten Wert Q und dem angezeigten Bereich. Vorzugsweise sollte die nächstgelegene verfügbare Leistungsgröße gewählt werden, die nicht unter Q liegt. Ein erheblicher Zuschlag ist ebenfalls unerwünscht, da er zu häufigem Ein- und Ausschalten und zu einer weniger stabilen Temperaturregelung führen kann.