Leistungsbedarf Wandheizung

Diskutiere Leistungsbedarf Wandheizung im Forum Haustechnik im Bereich - Hallo, die vorteilhaften Wirkungen von warmen Außenwänden werden ja vielfach benannt. Meine Frage wäre, wie man den Leistungsbedarf einer...
Pataphysik ...

... die Wissenschaft von den imaginären Lösungen ... oder vielleicht erinnert sich noch jemand an die ausufernden Diskurse in "Der Name der Rose" über solch´ systemrelevanten Fragen wie " ... hat Jesus jemals gelacht..." oder " ... hat er jemals einen Geldbeutel besessen ..."

Die Chimären sind sonder Zahl und Wahrheiten immer eine Funktion der Zeit.

Ich leere mein Glas Absinth in bewunderndem Angedenken an den großen automatischen Denker Alfred Jarry (1873-1907) der all dies vorausgesehen hat.

Er hatte leider keinerlei Heizung in seinem Pariser Dachzimmer ...
 
Um weiteren Spekulationen über meine Heizung vorzubeugen: Sie funktioniert ziemlich gut und das Wohnklima ist trotz hoher Räume und ungedämmter Wände angenehm. Die Hausstauballergiker in der Familie fühlen sich so weit auch wohl.

Im Ausgangsposting ging es mir aber gar nicht um meine Heizung sondern um die Frage, wie der Leistungsbedarf einer AWH bestimmt werden kann.

Den hilfreichsten Beitrag dazu hat Herr Meisinger gebracht auch wenn ich mit seinem Fazit nicht konform gehe.
Falls sich mal jemand her traut, der seine AWH in ungedämmtes Mauerwerk gelegt hat, dann sieht es ja wohl so aus, als wenn Herrn Meisingers Berechnungen mindestens in die richtige Richtung gehen.

Da man hier aber nicht lange warten muss, bis beim Thema Heizung allerlei Strahlungssachen ins Spiel gebracht werden, konnte ich nicht widerstehen, dazu ein paar einfache Überlegungen und Überschlagsrechnungen in die Runde zu werfen. Eigentlich hätte ich erwartet, dass sich zu dem Thema etwas mehr belastbare Substanz und Zahlen finden.
 
Dann noch mal auf null.

@ Erwin:
Vergiss den ganzen Strahlungskrempeltheorieplumquatsch wieder (Asche auf mein Haupt), dies ist für Heiztechnik im Gebäude so nicht anwendbar. Tut mir leid, wenn ich da für Verwirrung gesorgt habe. Aber Du ziehst auch nach wie vor die falschen Schlüsse und schmeißt munter Sachen durcheinander, die sich nicht so ohne weiteres mischen lassen... sorry.

Die gemittelte Übertemperatur hat auch nichts mit Strahlung zu tun...
T=(Tv-Tr)/ln((Tv-Ti)/(Tr-Ti))


Zur Frage:

Der "Leistungsbedarf" einer Heizung besteht darin, das Quantum an Wärmeenergie zu ersetzen, welches einem Raum infolge Transmission und Lüftung verlorengeht.

Folgende verfahren:
1. Möglichkeit:

- Berechnung der Normheizlast nach DIN EN 12831, die beheizte Außenwand wird nach den Hinweisen vom IB Meisinger gesondert betrachtet. (Ich würde vorschlagen, auch bei Teilbelegung einer Wand die gesamte Fläche heranzuziehen.)

Damit ist Deine Frage eigentlich beantwortet... das ist die Leistung, die die WH erbringen muss.

Aber trotzdem weiter:
- Mit diesem Wert schaust Du in die Basiskennlinie (oder Tabelle, oder rechnest) des WH-Systems, die Rohrabstand, Durchmesser, Übertemperatur, Putzsystem- und Überdeckung berücksichtigt. Als Ergebnis bekommst Du bei vorgegebener Fläche, Übertemperatur und Rohrdimension den Rohrabstand, oder auch bei gegebenem Rohrabstand und -dimension und Übertemperatur die zu belegende Fläche. Da dies "krumme" Werte ergibt, ist auf das nächste günstiger passende anzugleichen. Wer es dann ganz genau machen möchte, rechnet sich iterativ mit den neuen Werten zum Endergebnis. Sollte es starke Differenzen in der Übertemperatur geben, ist auch die Heizlastberechnung zu korrigieren, aber mit den im Beispiel vom IB Meisinger angesetzten 35° liegt man meist auf der sicheren Seite.
- Mit den dann für alle Kreise bekannten Daten kann man nun die Volumenströme berechnen und Werte für den Abgleich finden.


Möglichkeit 2.
- Berechnung der Normheizlast nach DIN EN 12831 ohne "Meisinger-Korrektur".
- Auslegung wie oben.
- Berechnung der "Verluste" nach außen mit jetzt bekannter Temperatur der "warmen Ebene".
- Iterative Korrektur, insbesondere durch Anpassung der Übertemperatur über den Volumenstrom.
- Abgleich.

... und jetzt isses gut.

MfG,
sh
 
Danke.

Die Berechnung der Übertemperatur in dem Zehnder Dokument für die Deckenstrahler sieht aber anders aus als deine Formel.

(tv-tr)/2 würde ich als mittlere Temperatur der Strahler bezeichnen.

ti=te= (tu-tl)/2 ist der Mittelwert aus Temperatur der Umgebungsflächen und der Luft.

Tüber = ((tv-tr)/2)-ti

Für verschiedene Tüber werden dann die Strahlungsleistungen der Strahler angegeben.

Bzgl. Leistungsberechnung für AWH sind wir uns dann wohl weitestgehend einig.

* Raumheizlast nach DIN
* davon die Heizlast der zu beheizenden Wand abziehen
* verbleibende Heizlast muss die beheizte Wand nach innen liefern
* das ergibt die erforderliche Oberflächentemperatur der Wand
* um Rohre, Abstände, VL-Temperatur und Durchflussmengen bestimmen zu können benötigt man zusätzlich zur Leistung nach innen die Leistung nach außen.
* die Leistungsabgabe nach außen wird mit größerem u-wert lt. Herrn Meisinger berechnet.
* für die Temperaturdifferenz bei dieser Berechnung würde ich in erster Näherung allerdings von der erforderlichen Oberflächentemperatur der Wand ausgehen. Die so ermittelte Leistung wird etwas zu klein sein.
 
@Erwin

Von der beschriebenen Vorgehensweise würde ich zur Vereinfachung prinzipiell auch ausgehen; allerdings mit einer Ausnahme:

Für das Delta T ist m. E. grundsätzlich die Temperatur in der Installationsebene maßgeblich, da von dieser aus - nicht von der Wandinnenseitenoberfläche - der Wärmestrom in Richtung Kaltseite geht.

i. V. Dirk Meisinger
 
Übertemperatur...

Die Übertemperatur arithmetisch zu ermitteln ist eine Vereinfachung, die der mangelnden automatisierten Rechentechnik früherer Zeiten geschuldet ist...

Solange (Tr-Ti)/(Tv-Ti)<0,7 bleibt, ist das hinreichend genau (geringe Spreizungen)... kannst Du ja mal ausexceln...

Ein Beispiel:
Tv/Tr/Ti = 60/40/20

Abschätzung: (40-20)/(60-20) = 0,5 < 0,7

arithmetisch:
Tü = (Tv+Tr)/2-Ti = (60+40)/2-20 = 30°C

Logarithmisch:
Tü = (Tv-Tr)/ln((Tv-Ti)/(Tr-Ti)) = (60-40)/ln((60-20)/(40-20) = 20/ln2 = 28,85°C

Hier gibt es keinen Einfluss von Strahlungswärme... Es ist eine Betrachtung über die Temperaturen einer WW-Heizung.


Die "operative Temperatur", also der Mittelwert aus Umschließungsflächen- und Lufttemperatur ist nicht objektiv, sondern subjektiv. Sie wird aufgrund empirischer Studien mit definierten Bedingungen (Bekleidung, Aktivität, Luftbewegung und Luftfeuchte) in vier Kategorien eingeteilt, je nachdem wieviele Menschen sich damit wohlfühlen. Für Wohnräume:
Kat. 1 >= 94% --> 21°
Kat. 2 90-94% --> 20°
Kat. 3 85-90% --> 18°
Kat. 4 darunter

auch hier findet keine Differenzierung nach Strahlungswärme und Konvektionswärme statt...

MfG,
sh
 
"Für das Delta T ist m. E. grundsätzlich die Temperatur in der Installationsebene maßgeblich, da von dieser aus - nicht von der Wandinnenseitenoberfläche - der Wärmestrom in Richtung Kaltseite geht."

Das ist sachlich richtig.
Aber welche Temperatur haben wir in der Installationsebene?
Wir müssten einen Bezug zur Oberflächentemperatur finden.
 
Ich würde ...

... der Einfachheit halber mit dem Mittel aus Vorlauf- und Rücklauftemperatur rechnen. Anzusetzen wären dabei die Werte, die bei der der Berechnung zugrunde gelegten Außenlufttemperatur anliegen. - Im Zweifelsfall würde ich jedoch die maximal zu fahrende Vorlauftemperatur annehmen.

i. V. Dirk Meisinger
 
Mit dem Mittel aus VL und RL müssten wir doch in etwa auf die anzustrebende Innenwwandtemperatur kommen, die sich aus der Heizlastberechnung ergeben hat. Oder?

VL-Temperatur für die gesamte Wandfläche anzunehmen, führt sicher zu einer zu großen Leistung. (Eine kleine Chance könnte man ja auch noch etwaigen solaren Gewinnen geben.)
 
Nein!

Die Wandtemperatur an der Oberfläche hängt u.a. ab vom Wärmeverlust des Raumes, der Wanddämmung, der Oberfläche der beheizten Wand, der Putzdicke, des Putzes, des Rohrmaterials, der Rohrgeometrie, der Spreizung, der Fläche, des Rohrabstandes...

Abgesehen davon lässt sich Wandheizung auch anders als mit eingeputzten Rohren realisieren...

All diese Parameter sind entweder berechenbar (hierfür gibt es keine Norm!!!) oder von den Herstellern in den schon erwähnten Kennlinien/Tabellen dargestellt...

Wenn Du ernsthafter einsteigen möchtest, dann wünsch Dir zum Geburtstag "Das ABC der Flächenheizung und Kühlung" von Udo Radtke. Radtke ist/war der Flächenheizungspapst schlechthin, er hat lange Jahre für Rettig (Purmo/DiaNorm, u.a.) gearbeitet und widmet sich inzwischen seinem Hobby (www.tubecollection.de). Als ich ihn das letzte mal traf, war eine Neufassung in Arbeit, ist aber auch schon ein paar Jahre her.

Auch im Recknagel solltest Du fündig werden...

MfG,
sh
 
@sh

Bei der Übertemperaturangabe für normale Konvektionsheizkörper ist es mir bisher nicht so aufgefallen, dass da die Temperatur der Umgebungsflächen berücksichtigt wird. Das hört sich eher an, als wenn da nur auf die Lufttemperatur abgezielt wird. Das würde für einen HK, der seine Energie überwiegend per Konvektion abgibt, auch Sinn machen.

In den Zehnder-Datenblättern fehlt mir etwas. Hier benötigt man einmal die Strahlungsleistung, die effektiv unten ankommt und man benötigt eine Gesamtleistung mit der man den HK füttern muss. In der Gesamtleistung steckt dann noch zusätzlich der Anteil Konvektion, den man nicht sinnvoll nutzen kann, aber dem HK zuführen muss.

Die Temperatur der Umgebungsflächen wird für Strahlungsheizungen so lange einen relevanten Einfluss haben, so lange man mit der Temperatur der Strahler nicht weit über die Temperatur der Umgebungsflächen kommt. D.h. bei den wasserbeheizten Deckenstrahlern wird der Einfluss der Temperatur der Umgebungsflächen auf die abgegebene Strahlungsleistung größer sein als bei gasbeheizten Terassenstrahlern oder anderen Hochtemperaturstrahlern.

Dann vielleicht noch ein Denkmodell zum Thema effektive Strahlungsenergieabgabe als Differenz aus abgegebener und empfangener Strahlungsleistung für einen wasserbeheizten HK:
Bauen wir so einen HK in einen sehr gut gedämmten luftdichten Kasten ein, dann stellen wir fest, dass VL und RL gleich warm sind. Was passiert innen:
* die Umgebungsluft des HK ist genau so warm wie der HK, deshalb kann der HK keine Energie per Wärmeleitung abgeben
* die den HK-Flächen gegenüberliegenden Dämmstoffflächen haben die gleiche Temperatur wie der HK. Deshalb empfängt der HK genau so viel Strahlungsenergie, wie er abgibt, so dass es keine effektive Strahlungsenergieabgabe gibt. Ergebnis: VL und RL sind gleich warm.

Ein Gedanke vielleicht auch noch zu den Lichtstrahlern, die hier als Beispiel dafür angeführt wurden, dass das Zusammenspiel von Strahlungsenergieaufnahme und Abgabe so nicht sein kann.
Ein elektrischer Beleuchtungskörper enthält ja nicht nur den eigentlichen Lichtstrahler, sondern auch eine Einrichtung zum Umwandeln von elektrischer Energie in Licht und Wärme. Dieser Energiewandler funktioniert bei den uns heute bekannten Lampen nur in eine Richtung. Wenn also die Stromaufnahme eines Beleuchtungskörpers nicht sinkt, wenn er selbst angestrahlt wird, sagt das gar nichts darüber aus, dass der Beleuchtungskörper die Lichtenergie nicht aufnimmt, die ihm zugestrahlt wird. Wenn man genau genug messen kann, dann wird man als Folge der aufgenommenen Lichtenergie eine Temperaturerhöhung des Beleuchtungskörpers feststellen können, wenn er angestrahlt wird.
 
Oh man...

...ich kann nicht mehr...

Die Heizmittelübertemperatur bzw. mittlere Übertemperatur ist die Temperaturdifferenz zwischen der mittleren Heizmitteltemperatur und der Raumtemperatur. Über den Zusammenhang zwischen Wärmeleistung und Übertemperatur kann für die einzelne Heizfläche die Wärmeabgabe berechnet werden.

ES WIRD KEINE UMGEBUNGSFLÄCHE BERÜCKSICHTIGT!!!

Zu den Zehnder-Blättern: Es gibt schon ein paar Gründe, warum die "Strahlungsleistung" für "unten" nicht angegeben werden kann... vielleicht kommst Du ja selbst drauf, wenn Du Dich endlich mal von der Vorstellung des unendlich großen "Schwarzen Strahlers" nach S-B und der Tatsache, dass zwischen zwei Flächen sich nicht nur luftleerer Raum befindet, löst.

Dein "Denkmodell" ist praktisch sinnlos und hat auch mit "Strahlungsabgabe" wenig zu tun...

MfG,
sh
 
Sorry

aber zumindest in den Zehnder-Datenglättern fließt die Temperatur der Umgebungsflächen in die Bestimmung der Übertemperatur ein. Seite 12 und 14. "Tu = mittlere Temperatur aller Umgebungsflächen"
 
"Dein "Denkmodell" ist praktisch sinnlos und hat auch mit "Strahlungsabgabe" wenig zu tun..."

Dann modifizieren wir es halt ein wenig.
Wir nehmen wieder einen gut gedämmten Kasten und bauen zwei gleich große HK ein, die sich parallel gegenüberstehen. Dann evakuieren wir den Kasten. Durch beide HK schicken wir die gleiche Durchflussmenge Wasser. Durch den einen HK schicken wir 20 Grad warmes Wasser und den anderen 50 Grad warmes Wasser.

Wie verhalten sich die RL-Temperaturen?
Warum?
Was passiert, wenn wir die Differenz der VL-Temperaturen der beiden HK verkleinern oder vergrößern?
 
Das modifizierte Modell ist genauso ohne Praxisbezug...
Was willst Du mit diesem "Denkmodell" denn eigentlich denken?

Der Rücklauf vom "warmen" HK wird kälter, der vom "kalten" HK wird wärmer...
Rein qualitativ ändert sich daran nichts, wenn die Differenz der Vorlauftemperaturen verkleinert wird...

MfG,
sh
 
Tendenz ist richtig.

Warum? Luft gibt es nicht und damit keine Energieübertragung per Wärmeleitung. Also erfolgt die Energieübertragung per Strahlung.

Übertragene Energiemenge/Leistung?
Wenn wir genau hinsehen, stellen wir fest, dass um die gleiche Differenz, um die der 50-Grad-RL seine VL Temperatur unterschreitet, der 20-Grad-RL wärmer ist. Hat z.B. der 50-Grad-RL 45 Grad, dann hat der 20-Grad-RL 25 Grad.

Warum?
* Die Durchflussmenge beider HK ist gleich eingestellt
* die spezifische Wärmekapazität von Wasser ist bei 20 und bei 50 Grad gleich, d.h. die selbe Energie die bei der Abkühlung von 50 auf 49 Grad frei wird, wird für die Erwärmung von 20 auf 21 Grad benötigt.
* der Energieübergang im Kasten kann nur per Strahlung erfolgen
Fazit: die effektiv abgegebene Strahlungsleistung ist gleich der effektiv aufgenommenen Leistung.

Was passiert, wenn wir die VL-Temperaturdifferenz vergrößern?
Der warme RL kühlt sich stärker ab und der kalte RL-wird wärmer.
Wenn wir die Temperaturen genau messen, dann finden wir heraus, dass die übertragene Strahlungsleistung proportional
T1^4 - T2^4 (T1 hoch 4 minus T2 hoch 4) ist.
T1 und T2 sind die absoluten Temperaturen der HK
Stellen wir z.B. die Durchflussmenge so ein dass wir bei 25 Grad warmer HK und 20 Grad kalter HK 1 Grad Änderung der RL-Temperaturen bekommen, dann stellt sich bei 50 und 20 Grad eine Änderung von 6,8 Grad ein.
Damit wird also auch klar, dass die effektiv übertragbare Strahlungsleistung von der Temperaturdifferenz der beteiligten Flächen abhängig ist.

Den Übergang zur Praxis finden wir, wenn wir den 25 Grad warmen HK durch eine FBH und den 20 Grad warmen HK durch die Decke und die Wände des Raums ersetzen. Luft lassen wir dann auch noch rein.
 
Da hast Du Dich jetzt...

... selbst widerlegt: (Zitat von oben, gleicher thread)

"...und spätestens dann stellt man fest, dass es keine Niedertemperatur-Strahlungsheizungen gibt."

Was willst Du wem beweisen?
Löse Dich endlich von der Vorstellung, die Theorie des "Schwarzen Strahlers" auf praxisbezogene Heiztechnik direkt beziehen zu wollen...

Die Strahlung eines Körpers betrifft nicht nur die heiztechnisch relevanten Wellenlängen
Eine Heizung ist kein "schwarzer Körper"
Eine Heizung ist nicht dreidimensional
Eine Heizung strahlt nicht zielgerichtet eine andere Fläche an
...

Zitat:
"Wenn wir die Temperaturen genau messen, dann finden wir heraus, dass die übertragene Strahlungsleistung proportional
T1^4 - T2^4 (T1 hoch 4 minus T2 hoch 4) ist.
T1 und T2 sind die absoluten Temperaturen der HK
Stellen wir z.B. die Durchflussmenge so ein dass wir bei 25 Grad warmer HK und 20 Grad kalter HK 1 Grad Änderung der RL-Temperaturen bekommen, dann stellt sich bei 50 und 20 Grad eine Änderung von 6,8 Grad ein."

Das ist absoluter Humbug...

Zitat:
"Damit wird also auch klar, dass die effektiv übertragbare Strahlungsleistung von der Temperaturdifferenz der beteiligten Flächen abhängig ist."

Das wiederum ist prinzipiell richtig, aber nicht alleine ausschlaggebend...

Nochmal die Frage:
Was soll das Ganze?

MfG,
sh
 
ich wollte ja nix mehr schreiben, das ist aber verdammt schwer!

"Die Temperatur der Umgebungsflächen wird für Strahlungsheizungen so lange einen relevanten Einfluss haben, so lange man mit der Temperatur der Strahler nicht weit über die Temperatur der Umgebungsflächen kommt. D.h. bei den wasserbeheizten Deckenstrahlern wird der Einfluss der Temperatur der Umgebungsflächen auf die abgegebene Strahlungsleistung größer sein als bei gasbeheizten Terassenstrahlern oder anderen Hochtemperaturstrahlern."

Nein, nein, nein, das ist eben falsch.

Wenn bei den Deckenheizkörper nach Luft- und Umgebungsflächentemparatur gefragt wird, dann doch aus anderem Grunde!

Man stelle sich Knuth Wuchtig bei VW an der Presse vor und Knuth ist kalt. Also Heizung!
Konvektionsheizung geht nicht, weil Knuth nicht in 7 m Höhe unter der Decke arbeitet, also Strahlungsheizung.
Platz dafür ist auch nur unter der Decke.

Wieviel Energie braucht die Konstruktion? Wenn's in der Halle schon 15° sind friert Knuth nicht so leicht, als wenns nur 8° sind (z.B. im Lager). Und wenn Knuth sogar in der Gießerei abeitet, wo links die Motorblöcke gemacht werden, ist ihm schon lauwarm.

Die Frage, wie warm Luft und Oberflächen in der Nähe von Knuth sind, bedeutet doch nicht dass diese Wärmequellen auf die Stahlungsheizung an der Decke Einfluss haben, sie sind aber wichtig für die Frage, wieviel die Deckenheizkörper zusätzlich Strahlen müssen, damit Knuth keinen kalten Hintern bekommt.

In Formeln kann ich das leider nicht ausdrücken, sorry.
 
Thema: Leistungsbedarf Wandheizung

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