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Leistung eines Wärmeübertragers

Ein Wärmeübertrager überträgt umso mehr Leistung, je besser die Wand die Wärme durchlässt (k), je größer die Fläche (A) und je größer der Temperaturunterschied der beiden Seiten (Δϑ_m).

Φ=k·A·Δϑm
Umstellen nach
Φ
übertragene Wärmeleistung kW · W
k
Wärmedurchgangskoeffizient W/(m²·K)
A
Übertragungsfläche m²
Δϑm
mittlere (logarithmische) Temperaturdifferenz K

Die Formel umgestellt

  • nach Φ übertragene WärmeleistungΦ=k·A·Δϑm
  • nach k Wärmedurchgangskoeffizientk=ΦA·Δϑm
  • nach A ÜbertragungsflächeA=Φk·Δϑm
  • nach Δϑm mittlere (logarithmische) TemperaturdifferenzΔϑm=Φk·A

Größen und Einheiten

ZeichenGrößeEinheiten
Φübertragene WärmeleistungkW, W
kWärmedurchgangskoeffizientW/(m²·K)
AÜbertragungsflächem²
Δϑmmittlere (logarithmische) TemperaturdifferenzK

Merke

Φ = k · A · Δϑ_m. Im Gegenstrom mit gleich großen Wärmekapazitätsströmen ist der Temperaturunterschied überall gleich; sonst gilt die logarithmische Temperaturdifferenz Δϑ_m = (Δϑ_gr − Δϑ_kl) / ln(Δϑ_gr / Δϑ_kl) aus beiden Enden.

In der Praxis

Plattenwärmeübertrager trennen Kreise: Fußbodenheizung mit nicht sauerstoffdichten Rohren, Solarkreis mit Frostschutz, Frischwasserstation. Je kleiner die Grädigkeit (Temperaturabstand zwischen den Kreisen), desto mehr Fläche ist nötig – für Wärmepumpen lohnt das, weil jedes Kelvin Vorlauf zählt. Kalk und Schlamm senken k: Hersteller legen mit Verschmutzungszuschlag aus.

Beispiel

Ein Plattenwärmeübertrager hat 0,7 m² Fläche und k = 3500 W/(m²·K). Die mittlere Temperaturdifferenz beträgt 5 K. Welche Leistung überträgt er?

Weiter mit

Logarithmische ÜbertemperaturVolumenstrom im HeizkreisU-Wert eines einschaligen BauteilsMindestvolumen des Pufferspeichers