Die Wärmeverlustleistung eines Wärmetauschers lässt sich wie michi12 schon korrekt geschrieben hat nicht absolut errechnen.
Allerdings gibt es Näherungswerte, mit denen du dich dem "wahrscheinlichsten Fall" annähern kannst.
Dabei gehst du wie folgt vor:
1. Die Hauptformel lautet: Q=k*A*t*delta T
wobei
Q = abzuführende Energiemenge
k = Wärmedurchgangskoeffizient (am Rohr)
A = Oberfläche (an welcher der Energieaustausch stattfindet)
delta T = Temperaturdifferenz (Umgebungsluft -> Wasser)
Als erstes musst du den Wärmedurchgang ermitteln welcher sich aus dem Wärmeübergang vom Wärme abgebenden Fluid an die Wand, die Wärmeleitung in der Wand selbst sowie den Wärmeübergang an das Wärme aufnehmende Fluid zusammensetzt.
Dieser wird nach Formel 2 wie folgt berechnet:
Die entsprechenden Wärmeübergangszahlen findest du in guten Tafelwerken oder auch in Fachbüchern.
(hier:BECKER, F. M. U.A.:„Formeln und Tabellen für die Sekundarstufe I und II“;
6. Auflage, Paetec, Gesellschaft für Bildung und Technik; Berlin 2002 (14, 15, 80,)
Ich habe diese Werte dann gemittelt um weiter zu kommen und habe dann rekursiv gerechnet. Also wieviel Oberfläche benötige ich um die gewünschte Leistung abführen zu können. Im Beispiel wären 0,69qm Fläche notwendig:
Den hier ermittelten Wert setzt du also in die Formel 1 ein und kannst die theroretische Leistung im vollpassiven Betrieb annähernd berechnen (in meinem Beispiel waren es 184,64 W).
Zu beachten ist bei aller Rechnerei allerdings, dass die Leistungsfähigkeit eines Wärmetauschers mit steigendem delta T zunimmt. Soll heissen bei 100 Grad Celsius ist der Radi sehr viel leistungsfähiger, als bei 40 Grad (bei gleicher Umgebungstemperatur). Siehe auch Beitrag von Tigereye1337.
Als nächten Schritt musst die Wärmeaustauschoberfläche deines Radis bestimmen.
Bei meinem (Dual)Radi sah die Berechnung so aus:
Jetzt kannst du die Gleichung 1 ja problemlos nach alpha umstellen und dir mit deinen Werten die maximale Belastung ausrechnen.
Sollten die Ergebnisse höher sein als der gemittelte Koeffizient, musst du zusätzlich Lüfter einsetzen.
Den erforderlichen Luftstrom kannst du ebenfalls berechnen.
Dieser muss quasi die Differenz zwischen deiner errechneten Belastung und der maximalen passiven Leistungsfägkeit des Radis "wegpusten". Wenn du hier etwas mit den Temperaturen "spielst" siehst du auch, wie schnell/langsam sich die Lüfter drehen.
Je nachdem welchen Durchsatz deine verwendeten Lüfter haben, kannst du also durchaus ermitteln, wieviel Watt dein Radi maximal abführen kann. Ist ne Menge Arbeit...aber es geht.
Viel Spaß dabei !!!
(Spez. WärmeKapa. * 1000 gramm)
