Wärmeübergangskoeffizient
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Der Wärmeübergangskoeffizient (heat transfer coefficient) ist die Umkehrung des Wärmeübergangswiderstandes
- [math]\displaystyle{ h_s = \frac{1}{R_s} }[/math]
Er setzt sich aus einem konvektiven Teil und einem Anteil hc aus langwelliger Strahlung hr zusammen
- [math]\displaystyle{ h_s = h_c + h_r }[/math]
- [math]\displaystyle{ R_s = \frac{1}{h_c + h_r} }[/math]
Das Formelzeichen h wird auch für Enthalpie verwendet.
Wärmeübergangskoeffizient für Konvektion
Der konvektive Anteil des Wärmeüberganskoeffizienten wird wesentlich durch die Temperatur und die Luftgeschwindigkeit bestimmt.
- [math]\displaystyle{ 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]\displaystyle{ h_r = \epsilon \cdot h_{ro} }[/math]
- [math]\displaystyle{ h_{ro} = 4 \cdot \sigma \cdot T_{mn}^3 }[/math]
- σ = 5,67e-8 W/(m²K4) Stefan-Boltzmann-Konstante
- Tmn = mittlere Thermodynamische Temperatur zwischen Oberfläche und Umgebung (Temperatur + 273,15 K)
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.
Siehe auch: Emissionsgrad, Langwellige Strahlung, kurzwellige Strahlung
