Wärmeübergangskoeffizient

Der Wärmeübergangskoeffizient (heat transfer coefficient) ist die Umkehrung des Wärmeübergangswiderstandes

[math]h_s = \frac{1}{R_s}[/math]

Er setzt sich aus einem konvektiven Teil und einem Anteil hc aus langwelliger Strahlung hr zusammen

[math]h_s = h_c + h_r[/math]
[math]R_s = \frac{1}{h_c + h_r}[/math]

Das Formelzeichen h wird auch für Enthalpie verwendet. Der Übergangskoeffizient für Wasserdampf wird als Wasserdampfübergangskoeffizient bezeichnet.


Wärmeübergangskoeffizient für Konvektion

Der konvektive Anteil des Wärmeüberganskoeffizienten wird wesentlich durch die Temperatur und die Luftgeschwindigkeit bestimmt.

[math]h_{ce} = 4 + 4v[/math]

Für innere Koeffizienten kann die folgende Tabelle verwendet werden:

Richtung des Wärmestroms hci
Wärmestrom aufwärts hci=5,0 W/(m²K)
Wärmestrom horizontal hci=2,5 W/(m²K)
Wärmestrom abwärts hci=0,7 W/(m²K)

Innerhalb von Luftschichten (z.B. innerhalb von Verglasungen wird der Übergangskoeffizient auch mit ha (air = ISO 6946) oder hg (gas = EN 673) bezeichnet.

Wärmeübergangskoeffizient für Strahlung

Der Anteil des Wärmeübergangskoeffizienten aus langwelliger Strahlung ist der Mittelwert aus Strahlungsgewinnen und -verlusten.

Nach DIN EN ISO 13789 und DIN EN ISO 6946 kann der äußere Wärmeübergangskoeffizient für Strahlung (langwellige Wärmestrahlung) mit einem Wert von 4,14 W/(m²K) angesetzt werden. Das ist der Standardwert für 0°C Außentemperatur und ε=0,9.

[math]h_r = \epsilon \cdot h_{ro}[/math]
[math]h_{ro} = 4 \cdot \sigma \cdot T_{mn}^3[/math]

Für hro ergeben sich folgende Werte:

Temperatur °C hro W/(m²K) hr für ε=0,9
-10 4,1 3,69
0 4,6 4,14
+10 5,1 4,59
+20 5,7 5,13
+30 6,3 5,67


Kurzwellige Strahlung (Solarstrahlung) ist im Übergangswiderstand nicht berücksichtigt.