myWerkzeug.deTabellenbuch

Formeln: Wärmeerzeuger, Wärmepumpe, Speicher und Ausdehnung

Kessel- und Brennwertnutzung, COP, Carnot, Jahresarbeitszahl, Energiebilanz der Wärmepumpe, Pufferspeicher, Ausdehnungsgefäß und Solarkollektor.

VerdampferVerflüssigerVerdichterExpansionsventilWärme ausLuft, Erde,WasserWärme andie HeizungPel​Niederdruck, DampfüberhitztHochdruck, heißer Dampfflüssig, unterkühltkalt, NassdampfLeistungszahlCOP = QHeiz​ / Pel​
Der Kreis ist in einer Klimaanlage derselbe, nur wird dort die Wärme dem Raum entzogen. Hochdruckseite warm gezeichnet, Niederdruckseite kalt. Überhitzung am Verdampferaustritt und Unterkühlung am Verflüssigeraustritt zeigen, ob die Füllung stimmt.
GesuchtFormelGrößen und EinheitenBeispiel
KesselwirkungsgradηK = ΦNΦBNennleistung durch Belastung19 kW ÷ 20 kW → ηK = 95 %
Brennwert: Bezug umrechnenηHs = ηHi · HiHsErdgas Hi/H_s ≈ 0,90106 % auf Hi → 95,5 % auf Hs
Leistungszahl (COP)ε = Q̇HPelAugenblickswert am Prüfpunkt8 kW Wärme, 2 kW Strom → ε = 4,0
Carnot-LeistungszahlεC = THTH − T0T in K35 °C (308 K) und 0 °C → εC = 8,8
Jahresarbeitszahlβ = QH,aWel,aüber ein ganzes Jahr gemessen12 000 kWh ÷ 3400 kWh → β = 3,5
Energiebilanz der WärmepumpeQ̇H = Q̇0 + PelQ̇0 aus der Umweltquelle6 kW + 2 kW → Q̇H = 8 kW
Wärmeinhalt eines SpeichersQ = V · c · Δϑc = 1,163 Wh/(l·K)800 l, 30 K → Q = 27,9 kWh
AusdehnungsvolumenVe = VA · n100n Ausdehnung in % (10 → 70 °C ≈ 2,4 %)200 l Anlage → Ve = 4,8 l
Nennvolumen des MAGVn = (Ve + VV) · pe + 1pe − p0VV Wasservorlage, pe Enddruck, p0 Vordruck in bar(4,8 + 3) l, 2,5 / 1,0 bar → 18,2 l, gewählt 25 l
Vordruck des MAGp0 = hst10 + 0,2 barhst statische Höhe in m8 m → p0 = 1,0 bar
Leistung eines SolarkollektorsQ̇ = A · G · ηG Einstrahlung in W/m²4,8 m², 800 W/m², η 0,75 → Q̇ = 2,9 kW
Brennwertgeräte erreichen bezogen auf den Heizwert Hᵢ über 100 %, weil sie die Kondensationswärme nutzen; auf den Brennwert Hₛ bezogen bleibt es unter 100 %. Die echte Wärmepumpe erreicht etwa die Hälfte der Carnot-Leistungszahl.

Quelle: DIN EN 14511 (COP), VDI 4650 Blatt 1 (JAZ), DIN EN 12828 (Ausdehnungsgefäß) sinngemäß, Stand 2018 bis 2019. Richtwerte für die Praxis, maßgeblich sind die gültigen Normen und Herstellerangaben.

Begriffe im Lexikon

Weiterrechnen auf myWerkzeug.de