Kühllastberechnung – Denkansätze für die Praxis

Bei der Auslegung von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit werden häufig seit Langem bekannte Werte zugrunde gelegt. Das geht oft mit einer niedrigeren Temperatur und einer hohen Feuchtigkeit einher. Angesichts der Klimaentwicklung empfiehlt es sich aber, bei der Auslegung die aktuellen Verhältnisse am Einbauort zu berücksichtigen.

Die Auslegung von Kältemaschinen basiert häufig auf den Höchstwerten für Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit, wobei diese zu unterschiedlichen Zeiten erfasst wurden. Die beiden Höchstwerte treten nämlich in der Regel nicht gleichzeitig auf. Dementsprechend sind viele Kältemaschinen überdimensioniert. Das ist nicht nur kostspielig – das Gerät lässt sich auch schlechter regeln und weist einen kleineren Wirkungsgrad auf. Etwa so, als würde man einen Bus kaufen, obwohl man eigentlich nur ein Auto benötigt.

Welche Vorgehensweise empfiehlt sich stattdessen? Wie lässt sich eine Kältemaschine anhand von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit optimal auslegen? Ein entscheidender Faktor ist die gleichzeitige Erfassung von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit.

Hier ist ein Beispiel:

Sowohl die Temperatur als auch die relative Luftfeuchtigkeit sollten für den heißesten Tag abgelesen werden. Bei der Auswahl eines Wertepaars von 30°C/50%, was einem Energiegehalt (einer Enthalpie) von 64.1 kJ/kg entspricht, ergibt sich ein Auslegungspunkt, der praktisch alle Betriebsfälle eines Jahres abdeckt. Zu den Zeitpunkten im Jahr, an denen die Temperatur den Auslegungswert überschreitet, ist der Energiegehalt in der Regel niedriger als am Auslegungspunkt.

Das graue Feld zeigt den Bereich, in dem sich Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit im Sommer meist bewegen. Das Diagramm vergleicht drei Auslegungsmethoden und zeigt, wie viel Energie benötigt wird, um für die verschiedenen Werte eine Einblastemperatur von 18°C zu erreichen.

35°C/60% geht dagegen weit über das graue Feld hinaus – diese Bedingungen kommen also selten vor. Eine solche Auslegung ist dementsprechend unnötig: Die Maschine wäre zu groß und zu teuer. 30°C/50% reicht zur Deckung des Kühlbedarfs an den meisten Tagen vollkommen aus. Einige Tage liegen voraussichtlich außerhalb dieses Szenarios, aber die Kältemaschine liefert gute Werte und lässt sich während der gesamten Kühlsaison optimal regeln.

In diesem Fall ist die Kältemaschine bei 30°C/50% bzw. 32°C/50% optimal ausgelegt und bringt auch an den heißesten Tagen überzeugende Leistung. So lässt sich eine zuverlässige und optimal regelbare Kältemaschine mit höchster Energie- und Kosten-effizienz realisieren.