Wärmeleistung

Um zu wissen, wie ein Wärmemengenmesser funktioniert, muss man sich mit Physik beschäftigen. In Wikipedia findet man einen ausführlichen Artikel dazu. Die Wärmemenge berechnet sich aus der Summation (Integral) der Wärmeleistungen kurzer Zeitabschnitte. Die Wärmeleistung berechnet sich aus:

 Formel Wärmemenge

Wärmemenge Parameter

 

Wärmemenge

Die Wärmemenge ergibt sich aus der Integration (=Aufsummierung) der einzelnen Wärmeleistungen kleiner Zeitabschnitte:

 Formel Wärmemenge

Wärmemenge Parameter

 

Umrechnungen

  • 1 Joule = 1 Ws
  • 3.600 Joule = 1 Wh
  • 3.600.000 Joule = 1 kWh

 

Materialkonstanten Solarmittel

In einem Solarkreislauf wird nicht reines Wasser, sondern eine Mischung aus Frostschutzmittel und Wasser verwendet. Frostschutzmittel hat aber eine geringere Wärmekapazität als reines Wasser und eine andere Dichte. Diese Werte können bei den Herstellern der Frostschutzmittel erfragt werden:

Flüssigkeit spez. Wärmekapazität
[kJ/(kgK)]
Dichte [kg/l]
Wasser 4,187 0,998
Thekal Frostschutz FK 2,500 1,048-1,052
Thekal Frostschutz VRK 3,700 1,039
Wagner DC40 VR 3,600 1,034
Roth Helostar 40% 3,700 1,036
Steiner Typ 50 2,700 1,048-1,052

Diese Materialkonstanten müssen für eine korrekte Berechnung am Wärmemesser eingegeben werden können.

 

Berechnungsbeispiele

Eine thermische Solaranlage habe einen Durchfluß von 4l/min, der Durchflußmesser liefert pro 0,5l einen Impuls. Bei 4l/min. und der gegebenen Impulswertigkeit träte damit alle 7,5 sec. ein Volumenimpuls auf. Die Vorlauftemperatur liege konstant bei 92°C, die Rücklauftemperatur bei konstant 73°C. Die Pumpe laufe in einer Stunde genau 10 Minuten. Zu berechnen sind Wärmeleistung und Wärmemenge für

a) Frostschutz VRK
b) reines Wasser

Lösung Frostschutz VRK:

Lösung Wasser:

 

 

 

Abweichung und Korrekturfaktor

Wird ein Wärmemengenmesser eingesetzt, der nur auf reines Wasser abgestimmt ist, dann zeigt er eine zu große Wärmemenge an. Wie das Beispiel zeigt, beträgt die Abweichung

Abweichung = (882Wh - 812 Wh)/812 Wh = 8,6% zuviel!

Es kann ein Korrekturfaktor errechnet werden:

Kq = 812 Wh / 882 Wh = 0,9206

Mit diesem Korrekturfaktor müssten die Anzeigewerte eines Wärmenmessers multipliziert werden, wenn dieser nur für reines Wasser geeignet ist. Beim Selbstbau eines Wärmemessers ist dies nicht erforderlich, weil man dort die Werte für Dichte und spez. Wärmekapazität vorgeben kann.

Beim SolarTherm vermeide ich dieses Problem, indem die Werte der Solarflüssigkeit einstellbar gemacht werden!