Raumkühlung

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen im SHK-Handwerk
Bosy-online-ABC

"Kälte" + Temperatur

Geschichte der Wärmepumpe (Kältemaschine)

Kühllastberechnung

Kaum wird es draußen warm, schon steigt das Interesse an der Kühlung der Räume

Splitgerät

Fenster- bzw. Wandgerät
 
1 Kondensator
2 Kondensatorlüfter
3 Kompressor
4 Verdampfer
5 Verdampferlüfter
6 Kondenswasserwanne
7 Kapillareinspritzung oder Expansionsventil
8 Lüftermotor
9 Filtertrockner

Inverter-Raumklimagerät

Kompressionswärmepumpe


Sorptionwärmepumpe

Kompressionswärmepumpe:
Die Kompressionswärmepumpe nutzt den physikalischen Effekt der Verdampfungswärme. Hier zirkuliert ein Kältemittel in einem Kreislauf. Das Kältemittel wird durch einen Kompressor angetrieben und ändert dabei abwechselnd seinen Aggregatzustände von flüssig-gasförmig und gasförmig-flüssig.

Kompressionswaermepumpe
Kompressionswärmepumpe - Animation

Absorptionswärmepumpe:
Die Absorptionswärmepumpe nutzt den physikalischen Effekt der Reaktionswärme bei Mischung zweier Flüssigkeiten bzw. Gase. Sie verfügt über einen Lösungsmittelkreis und einen Kältemittelkreis. Das Lösungsmittel wird im Kältemittel wiederholt gelöst bzw. ausgetrieben.
Absorptionswärmepumpe

Adsorptionswärmepumpe:
Die Adsorptionswärmepumpe arbeitet mit einem festen Lösungsmittel, dem "Adsorbens", an dem das Kältemittel ad- bzw. desorbiert wird. Dem Prozess wird Wärme bei der Desorption zugeführt und bei der Adsorption entnommen. Da das Adsorbens nicht in einem Kreislauf umgewälzt werden kann, kann der Prozess nur diskontinuierlich ablaufen, indem zwischen Ad- und Desorption zyklisch gewechselt wird.
Adsorptiponswärmepumpe

aber

Hohe Temperaturdifferenzen zwischen innen und außen sollten vermieden werden. Wichtig ist nicht die absolute Temperatur im Raum, sondern der Temperaturunterschied zum Aufenthalt im Freien. Die Differenz zwischen der Außen- und Innentemperatur sollte also nicht zu groß gewählt werden, da sonst Erkältungsgefahr besteht. Hier lautet die Empfehlung: maximaler Temperaturunterschied von 6 K (früher °C). So sollte z. B. bei einer Außentemperatur von 32 °C die Raumtemperatur nicht tiefer als 26 °C eingestellt werden. Wird diese Regel angewendet, kann sich der menschliche Organismus regeneriert und erholt sich nach einem heißen Sommertag schneller. Dieser Hintergrund sollte besonders im Auto beachtet werden, denn hier wird die Klimaanlage in der Regel zu kalt eingestellt.

Erkältung im Sommer und die "Sommergrippe" sind keine Seltenheit. Die Auskühlung der Schleimhäute durch Klimaanlagen, Zugluft und eisgekühlte Getränke schwächen das Immunsystem. 20 Prozent aller Grippeinfektionen treten nicht im Herbst oder Winter, sondern zur warmen Jahreszeit auf.

Kälte
"Kälte" gibt es nicht. Jede Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273,15 °C = 0 K [Kelvin])* ist Wärme. Umgangssprachlich bezeichnet man die Temperaturen, die unter der Umgebungstemperatur liegen bzw. als kalt oder kühl empfunden werden, als kalt. So wird ein empfundener Mangel an Wärme, z. B. wenn ein Raum ungenügend beheizt ist, als kalt bezeichnet. Hier kann aber auch trotz ausreichender Temperatur der WAF-Faktor eine Rolle spielen.
"Kälte" kann aber auch erzeugt (Kältemaschine bzw. Wärmepumpe) oder geliefert (Fernkälte in Leitungsnetzen) werden. Dabei geht es um das Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur. Dafür wird eine Kältemaschine benötigt, die einem Medium Wärme entziehen kann, auch wenn er schon relativ kalt ist, und diese Wärme an eine wärmere Umgebung abgibt. Oft spricht man z. B. davon, dass im Winter Kälte durch die Wände in das Haus eindringt. Aber in der Physik ist das umgekehrt, Wärme fließt aus dem warmen Haus nach außen. Deswegen spricht man z. B. von Wärmebrücken und nicht von Kältebrücken, Wärme strömt immer zur Kälte.

*Die Temperatur (absolute Temperatur, thermodynamische Temperatur) ist eine physikalische Zustandsgröße.
In der Thermodynamik ist die Temperatur eine wichtige Größe. Allgemein wird die Temperatur mit °C (Grad Celsius) und in der Technik als SI-Einheit mit K (Kelvin) angegeben.
Die kinetische Energie (Bewegungsenergie), die eine Ansammlung von Teilchen oder Objekten ist, wird mit dem Maß "Temperatur" bezeichnet. Dabei sind die Moleküle einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines festen Körpers ständig in Bewegung. Von der tiefstmöglichen Temperatur (absoluter Nullpunkt), bei der völliger Stillstand besteht, steigt mit zunehmender Temperatur auch die Bewegung.

Bei der Celsius-Skala liegt der Nullpunkt bei dem Gefrierpunkt von Wasser und 100 °C sind definiert für den Siedepunkt von Wasser. Diese Einteilung geht auf den schwedischen Wissenschaftler Anders Celsius zurück, der aber zuerst den Nullpunkt bei dem Siedepunkt (100 °C) festlegte. Die Kelvin-Skala und Celsius-Skala haben die gleiche Skalenteilung, sind gegeneinander lediglich nullpunktverschoben.
Die Kelvin-Skala beginnt bei -273,15 °C (unter dem Gefrierpunkt von Wasser). Das ist der absolute Nullpunkt (0 K) und der der Ausgangspunkt dieser Temperaturskala. Diese Einteilung geht auf den englischen Physiker William Thomson (geadelt zu Lord Kelvin) zurück. Das Formelzeichen der Größe  für Kelvinangaben ist T und für die Dimension ist es θ (Theta). Bei dieser Temperaturskala mit der SI-Einheit Kelvin (K), gibt es keine Minusgrade.
Die Einheit "Fahrenheit", die von dem Wissenschaftler Gabriel Daniel Fahrenheit definiert wurde, wird in Mitteleuropa nicht verwendet. Hier liegt der Nullpunkt bei -17,78 °C (0 °F). Das ist die Temperatur, die mit einer Kältemischung aus Eis, Wasser und Salmiak erreichte wurde. Letztendlich wurde der Gefrierpunkt und der Siedepunkt des Wassers als Fixpunkte festgelegt und in 180 Skalenteile geteilt. Somit liegt z. B. die normale Körpertemperatur von 37,7 °C bei ca. 100 °F (99,86 °F).

Was ist Temperatur? - Studyflix GmbH
Temperatur - Dr. Rüdiger Paschotta, RP-Energie-Lexikon
Temperatur und Temperaturmessung - Duden Learnattack GmbH
Temperatur - chemie.de - LUMITOS AG
Temperatur - Umrechnung - Kelvin (K), Celsius (°C), Fahrenheit (°F) - Erich Käser

 


Operative Temperatur (Empfindungstemperatur)
Quelle: e-genius

Operative Temperatur
Die operative Temperatur (gefühlte Temperatur, Empfindungstemperatur) umfasst das Zusammenwirken der Lufttemperatur und der mittleren Strahlungstemperatur der Umgebungsoberflächen und ist der Hauptfaktor der thermischen Behaglichkeit in Wohn- und Arbeitsräumen. Die relative Luftfeuchtigkeit und die Wirkung der Luftgeschwindigkeit haben nur einen geringen Einfluss auf die thermische Behaglichkeit.
Das Innenklima eines Raumes wird in der DIN EN 13779, DIN EN 15251, EN ISO 7726 und DIN EN ISO 7730 beschrieben. Die operative Raumtemperatur wird vereinfacht gesagt aus dem Mittelwert der Raumlufttemperatur und der jeweiligen mittleren Strahlungstemperatur der Raumoberflächen ermittelt.

Operative Raumtemperatur - e-genius – Initiative offene Bildung in Technik und Naturwissenschaften Gemeinnütziger Verein

 

Gefühlte Temperatur
Die gefühlte Temperatur der Außenluft wird immer wieder mit dem Windchill-Effekt gleichgesetzt, der aber nur bei Temperaturen unter +5 °C und höheren Windgeschwindigkeiten eingesetzt wird. Bei der gefühlten Temperatur handelt es sich aber um die wahrgenommene Umgebungstemperatur bzw. besser gesagt, um das thermische Wohlbefinden, das das Wärme- bzw. Hitzegefühl, das Kältegefühl und die Behaglichkeit beinhaltet .
So wird bei hochsommerlichen Temperaturen die Temperatur niedriger empfunden, wenn stärkerer Wind auf die Körperfläche einwirkt. Aber auch bei hoher Luftfeuchtigkeit wird bei niedrigen Temperaturen die Temperatur kühler empfunden wird als die tatsächliche Temperatur. In einer sehr warmen Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit empfindet man die Temperatur als höher.

Gefühlte Temperatur und thermische Beanspruchung nach VDI 3787 Blatt 2
Gefühlte Temperatur
in Grad Celsius
Thermisches Empfinden
Thermophysiologische Beanspruchung
unter -39
sehr kalt
extremer Kältestress
-39 bis -26
kalt
starker Kältestress
-26 bis -13
kühl
mäßiger Kältestress
-13 bis 0
leicht kühl
schwacher Kältestress
0 bis 20
behaglich
Wohlbefinden möglich
20 bis 26
leicht warm
schwache Wärmebelastung
26 bis 32
warm
mäßige Wärmebelastung
32 bis 38
heiß
starke Wärmebelastung
über 38
sehr heiß
extreme Wärmebelastung
 
Windchill - Windkühle
Windmesser

Quelle: Kasper & Richter GmbH & Co. KG

Der Windchill (Windkühle) ist eine meteorologische Größe (Windchill-Temperatur - WCT), die die Außentemperatur, Windgeschwindigkeit und Luftfeuchte beinhaltet. Besonders im Winter wird bei stärkerem Wind die Temperatur deutlich niedriger empfunden als sie tatsächlich ist. Deswegen wird der Windchill auch fälschlicherweise "gefühlte Temperatur" genannt, da ein Windchill-Effekt heute nur noch für Temperaturen unter +5 °C berechnet wird. In den meisten Wetterberichten bzw. Wettermeldungen wird inzwischer dieser Wert mit angegeben.
Die WCT gibt eigentlich nur die Wärmeverlustrate an, die eine dem Wind ausgesetzte Hautfläche hat. Dabei geht man davon aus, dass der Wärmeverlust der Haut bei Wind größer gegenüber der Windstille ist.
Eigentlich hat der Windchill-Effekt (wind chill factor) nur in sehr kalten und stürmischen Gegenden (Arktis, Antarktis, Meeresküste, Hochgebirge) eine aktuelle Bedeutung. Aber auch, wenn Menschen einer hohen Windgeschwindigkeit ausgesetzt sind, wie z. B. beim Sport (Skilaufen, Eislaufen, Windsurven, Kiten, Strandsegeln), ist WCT von Bedeutung, da man sich durch entsprechende Kleidung vor einer Auskühlung schützen kann. Hier gibt es Windmessgeräte, die die vor Ort gemessenen Daten umrechnen und anzeigen. Aber auch jede gute Wetterstation zeichnet die WCT-Daten auf.

Eine aus einer umfangreichen Formel hergeleiteten Kurzformel berücksichtigt nur die tatsächliche Temperatur und die Windgeschwindigkeit und ist dadurch nur eine überschlägige Berechnung.

Twc = 33 + ( 0,478 + 0,237 * SQRT(vw) - 0,0124 * vw ) * ( T - 33 )
Twc - Windchill-Temperatur - °C
T   - tatsächliche Temperatur - °C

vw - Windgeschwindigkeit - km/h
SQRT - Quadratwurz

Windchilltemperaturen

Quelle: Seasailing

 

Die Angaben des Windchills ist keine allgemein gültige Aussage, da das subjektive Temperaturempfinden jeder Person anders ist. Alle Berechnungen sind nur Mittelwerte, So kann die Geschwindigkeit, mit der man geht oder fährt die Angaben der Berechnung aufgrund der Windgeschwindikeit stark verändern. Auch die Nutzung einer isolierenden Creme beeinflussen die Reaktion der Haut auf den Wind sehr stark. Genauso kann ein großes Körpergewicht im Vergleich zur Körperoberfläche, ein umfangreicher Haar- und Bartwuchs und die körpereigene Thermoregulation die angebenen Werte beeinflussen.
Außerdem beziehen sich die Berechnungen in der Regel auf die Meereshöhe bezieht, da aber die Wärmekapazität der Luft pro Volumen und die Wärmeleitung durch Konvektionen in der Höhe entsprechend reduziert ist, ist auch der Windchill viel schwächer

Windchill - Gefühlte Temperatur bei Kälte und Wind - Bergzeit GmbH
Windchill-Rechner
Windmesser Produktvergleich - Tanja Kiri-Pickel
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neuer Beruf Anlagenmechaniker/-in für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik
Kälteanlagenbauer/Kälteanlagenbauerin > den Beruf gibt seit dem 1. August 2007 nicht mehr
  Mechatronikerin/Mechatroniker für Kältetechnik - der neue Beruf
irgendwie müssen die beiden Berufe zusammenkommen
SHK-Fachkraft für Kälte-, Klima- und Wärmepumpenanlagen
Landesverbände Kälte-KlimatechnikKälte-Klima-Fachbetrieb in meiner Nähe - VDKF
Verband Deutscher Kälte-Klima-Fachbetriebe e.V.
Wärmepumpenhersteller
Eine Reise in ein fachverwandtes Gewerk  > Kältetechniker-Handwerk
Selbsteinbau von Klimageräten mit fluorierten Treibhausgasen aus dem Baumarkt zukünftig nicht mehr zulässig
Chemikalienklimaschutzverordnung (ChemKlimaschutzV)
Raumtemperatur nicht über 26° C - und noch einmal 26 ° C
Checkliste für die Abnahme von Klima- und Lüftungsanlagen - Fachverband Gebäude-Klima e.V.
 Inverter-Raum-Klimagerät
BTU (British Thermal Unit) -  Britische Energieeinheit

50 Seiten Raumlufttechnik (HTML) für die Erstausbildung von Bruno Bosy

50 Seiten Raumlufttechnik (PDF) für die Erstausbildung von Bruno Bosy
  Dachkühlung mit Regenwasser
Passive Gebäudekühlung
  Passive Kühlung mit Nachtlüftung 
Kühldecken
Kühlbrunnen
3- und 4-Rohrsystem
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kleines kältetechnisches Lexikon
Passive und hybride Gebäudekühlung
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Das Geheimnis der sanften Kühlung
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Arbeiten an und im Bereich elektrotechnischer Anlagen darf nur von einer Person durchgeführt werden, die einen elektrotechnischen Beruf gelernt hat oder als Elektrofachkraft ausgebildet wurde.

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