Volumenstrom zur Be- und Entlüftung von Räumen
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Volumenstromermittlung zur Wärmeabfuhr
Der Volumenstrom für einen Ventilator kann wie folgt festgelegt werden:
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Erforderlicher Volumenstrom für den Aggregateraum
Der Volumenstrom für den Aggregateraum berechnet sich aus der Abstrahlungswärme die vom Aggregat in den Raum abgestrahlt wird. Bei
Anordnung des Ventilators im Zuluftschacht ist die Verbrennungsluft des Motors zu berücksichtigen.
Abstrahlungswärme
Q = Gesamte Strahlungswärme (kW)
Q Mot = Strahlungswärme des Motors (kW)
Q Geno = Strahlungswärme des Generators (kW)
Q Abgas = Strahlungswärme durch Abgassystem (kW)
Q S = Strahlungswärme durch sonstige Komponenten (kW)
Q = Gesamte Strahlungswärme (kW)
Q Mot = Strahlungswärme des Motors (kW)
Q Geno = Strahlungswärme des Generators (kW)
Q Abgas = Strahlungswärme durch Abgassystem (kW)
Q S = Strahlungswärme durch sonstige Komponenten (kW)
Als Anhalts Werte für die Strahlungswärmewerte können folgende Werte angenommen werden:
- Motor: ca. 4 - 6 % der Motorleistung
- Generator: ca. 5 - 7% der Generatorleistung (Annahme: Wirkungsgradverlust wir in Wärme umgesetzt.)
- Abgassystem: Rohrleitung bei 100 mm Isolierung - DN 200 ca. 0,5 kW/m - DN 500 ca. 1,0 kW/m
- Berechnungsprogramm
isolierte Rohrleitung
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Erforderliche Luftmenge für die Zuluft
Bei der Zuluftmenge ist die Verbrennungsluft für den Motor zu berücksichtigen.
V = Luftvolumen der Zuluft zur Ableitung der Strahlungswärme (m³/s)
Q = Gesamtstrahlungswärme (kW)
c p = Spez. Wärmekapazität der Luft (kJ/(kg*K)) - Achtung Dimension kJ!
ρ = Luftdichte (kg/m³)
Δ t = Temperaturdifferenz zwischen Austritt und Eintritt (K)
V Mot = Verbrennungsluft des Motors (m³/s)
p = Luftdruck (Pa) - Normzustand 101300 Pa
R = Gaskonstante - Luft 287 (J/(kg*K))
t Ein = Lufttemperatur Zuluft (°C)
t Aus = Lufttemperatur Abluft (°C)
V = Luftvolumen der Zuluft zur Ableitung der Strahlungswärme (m³/s)
Q = Gesamtstrahlungswärme (kW)
c p = Spez. Wärmekapazität der Luft (kJ/(kg*K)) - Achtung Dimension kJ!
ρ = Luftdichte (kg/m³)
Δ t = Temperaturdifferenz zwischen Austritt und Eintritt (K)
V Mot = Verbrennungsluft des Motors (m³/s)
p = Luftdruck (Pa) - Normzustand 101300 Pa
R = Gaskonstante - Luft 287 (J/(kg*K))
t Ein = Lufttemperatur Zuluft (°C)
t Aus = Lufttemperatur Abluft (°C)
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Erforderliche Luftmenge für die Abluft
V = Luftvolumen der Abluft zur Ableitung der Strahlungswärme (m³/s)
Q = Gesamtstrahlungswärme (kW)
c p = Spez. Wärmekapazität der Luft (kJ/(kg*K))
ρ = Luftdichte (kg/m³)
Δ t = Temperaturdifferenz zwischen Austritt und Eintritt (K)
p = Luftdruck (Pa) - Normzustand 101300 Pa
R = Gaskonstante - Luft 287 (J/(kg*K))
t Ein = Lufttemperatur Zuluft (°C)
t Aus = Lufttemperatur Abluft (°C)
V = Luftvolumen der Abluft zur Ableitung der Strahlungswärme (m³/s)
Q = Gesamtstrahlungswärme (kW)
c p = Spez. Wärmekapazität der Luft (kJ/(kg*K))
ρ = Luftdichte (kg/m³)
Δ t = Temperaturdifferenz zwischen Austritt und Eintritt (K)
p = Luftdruck (Pa) - Normzustand 101300 Pa
R = Gaskonstante - Luft 287 (J/(kg*K))
t Ein = Lufttemperatur Zuluft (°C)
t Aus = Lufttemperatur Abluft (°C)
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Erforderlicher Kanalquerschnitt für einen Kulissenschalldämpfer
Für den Kanalquerschnitt des Kulissenschalldämpfers sind folgende Parameter bestimmend:
Luftmenge - Für die Ableitung der Abstrahlungswärme ist die oben ermittelte Luftmenge erforderlich.
Kulissenspalt - Die Breite des Kulissenspalts bestimmt die Schalldämmung. Ein kleiner Spalt ergibt eine hohe Schalldämmung. Der
Spalt sollte nicht kleiner als 50 mm gewählt werden.
Druckverlust - Der im Kulissenschalldämpfer verursachte Druckverlust ist durch einen Ventilator auszugleichen. Bei einem hohen
Druckverlust sind leistungsstarke Ventilatoren zu installieren. Der Schalldämpfer ist auf einen Druckverlust von ca. 50 - 100 Pa
auszulegen.
Luftgeschwindigkeit - Die Luftgeschwindigkeit in den Kulissen sollte bei ca. 9 - 10 m/s liegen. Bei höheren Luftgeschwindigkeiten
kann es zum Abtragen der Mineralwolle des Schalldämpfers kommen.
A = Kanalquerschnitt m²
V = Luftvolumen m³/s
b Kul = Kulissenbreite mm
v Sp = Luftgeschwindigkeit im Kulissenspalt m/s
x Sp = Spaltbreite zwischen den Kulissen mm
B = Kanalbreite m
H = Kanalhöhe m
A = Kanalquerschnitt m²
V = Luftvolumen m³/s
b Kul = Kulissenbreite mm
v Sp = Luftgeschwindigkeit im Kulissenspalt m/s
x Sp = Spaltbreite zwischen den Kulissen mm
B = Kanalbreite m
H = Kanalhöhe m
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Erforderlicher Kanalquerschnitt bei 50 mm bzw. 100 mm Kulissenspalt und 9 m/s Luftgeschwindigkeit im Kulissenspalt.
|
Kanalquerschnitt (m²) |
|
Kanalquerschnitt (m²) |
|
Kanalquerschnitt (m²) |
| Luftvolumen (m³/s) |
Spalt 50 (mm) |
Spalt 100 (mm) |
Luftvolumen (m³/s) |
Spalt 50 (mm) |
Spalt 100 (mm) |
Luftvolumen (m³/s) |
Spalt 50 (mm) |
Spalt 100 (mm) |
| 1 |
0,6 |
0,3 |
11 |
6,1 |
3,7 |
21 |
11,7 |
7,0 |
| 2 |
1,1 |
0,7 |
12 |
6,7 |
4,0 |
22 |
12,2 |
7,3 |
| 3 |
1,7 |
1,0 |
13 |
7,2 |
4,3 |
23 |
12,8 |
7,7 |
| 4 |
2,2 |
1,3 |
14 |
7,8 |
4,7 |
24 |
13,3 |
8,0 |
| 5 |
2,8 |
1,7 |
15 |
8,3 |
5,0 |
25 |
13,9 |
8,3 |
| 6 |
3,3 |
2,0 |
16 |
8,9 |
5,3 |
26 |
14,4 |
8,7 |
| 7 |
3,9 |
2,3 |
17 |
9,4 |
5,7 |
27 |
15,0 |
9,0 |
| 8 |
4,4 |
2,7 |
18 |
10,0 |
6,0 |
28 |
15,6 |
9,3 |
| 9 |
5,0 |
3,0 |
19 |
10,6 |
6,3 |
29 |
16,1 |
9,7 |
| 10 |
5,6 |
3,3 |
20 |
11,1 |
6,7 |
30 |
16,7 |
10,0 |
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Erforderlicher Öffnungsquerschnitt bei gegebenem Volumenstrom, Druckverlust u. Zetawert
A = Öffnungsquerschnitt (m²)
V = Volumenstrom (m³/s)
Δ p = Druckverlust (Pa)
ρ = Dichte (kg/m³)
ζ= Zetawert der Einbaukomponente (-)
A = Öffnungsquerschnitt (m²)
V = Volumenstrom (m³/s)
Δ p = Druckverlust (Pa)
ρ = Dichte (kg/m³)
ζ= Zetawert der Einbaukomponente (-)
Achtung: Beim Kulissenschalldämpfer ist der Gesamtquerschnitt aller Spalte als Öffnungsquerschnitt anzusetzen.
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Raumbelüftung - Abstrahlungswärme in Büroräume
Die Abstrahlungswärme der im Raum befindlichen Menschen oder Geräte kann wie folgt ermittelt werden:
Q ges = Gesamte Abstrahlungswärme (kW)
Q i = Abstrahlungswärme der Einzelkomponenten (W)
Q ges = Gesamte Abstrahlungswärme (kW)
Q i = Abstrahlungswärme der Einzelkomponenten (W)
| Mittelwerte zur Abstrahlungswärme |
| Abstrahlungswärme Mensch normale Bewegung |
ca. 125 W |
| Computer mit Bildschirm |
ca. 140 W |
| Bildschirm |
ca. 60 W |
| Drucker |
ca. 50 W |
| Lampen |
ca. 50 W |
| oder Anschlussleistung der Geräte |
mal Faktor 0,75 |
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Volumenstromermittlung zur Feuchtigkeitsbeseitigung in Räumen
V = Volumenstrom (m3/h)
G = Wassermenge (g/h)
x 2 = Wassergehalt der Abluft (g Wasser / kg Luft)
x 1 = Wassergehalt der Zuluft (g Wasser / kg Luft)
ρ = Luftdichte (kg/m³) 1,2 kg/m³ - t=20°C - 101300 Pa
V = Volumenstrom (m3/h)
G = Wassermenge (g/h)
x 2 = Wassergehalt der Abluft (g Wasser / kg Luft)
x 1 = Wassergehalt der Zuluft (g Wasser / kg Luft)
ρ = Luftdichte (kg/m³) 1,2 kg/m³ - t=20°C - 101300 Pa
| Wassergehalt bei 100% Sättigung der Luft |
| Temperatur (°C) |
Wassergehalt (g/kg) |
| 0 |
3,7 |
| 10 |
11,7 |
| 20 |
14,38 |
| 30 |
26,1 |
| 40 |
45,34 |
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Volumenstromermittlung von Räumen über die Luftwechselzahl
V = Volumenstrom (m³/h)
V R = Raumvolumen (m³)
LW = Luftwechsel (1/h)
V = Volumenstrom (m³/h)
V R = Raumvolumen (m³)
LW = Luftwechsel (1/h)
| Luftwechselzahlen LW (1/h) |
| Akkuräume [1] |
4 - 6 |
| Arbeitsräume [1] |
3 - 7 |
| Ausstellungshallen [1] |
1,5 - 3 |
| Backräume [1] |
6- 15 |
| Baderäume [1] |
4 - 6 |
| Bibliotheken [1] |
3 - 5 |
| Bügelräume [1] |
8 - 15 |
Büroräume [1]
Büroräume [2] |
3 - 6
4 - 8 |
Duschräume [1]
Duschräume [6] |
10 - 30
15 - 25 |
| EDV Räume [1] |
10 - 40 |
Fabrikhallen groß [1]
Fabrikhallen klein [1] |
1,5 - 3
2 - 4 |
| Färbereien je nach Absaugeinrichtung [1] |
5 - 15 |
| Farbspritzräume je nach Absaugeinrichtung [1] |
20 - 50 |
| Flure [1] |
1 - 4 |
| Garagen [1] |
4 - 5 |
| Garderoben [1] |
3 - 6 |
| Gasträume [1] |
5 - 10 |
| Gewächshäuser [1] |
3 - 5 |
| Gießereien [1] |
8 - 15 |
| Härtereien [1] |
60 - 100 |
Hörsäle [1]
Hörsäle |
8 - 10
6 - 8 |
| Hotelzimmer [1] |
3 - 5 |
| Kantinen [1] |
6 - 10 |
| Kaufhäuser [1] |
4 - 6 |
| Kino [1] |
4 - 6 |
| Kirchen [1] |
1,5 - 4 |
| Klassenräume [1] |
3 - 6 |
| Krankenhaus Bettenzimmer [1] |
2 - 5 |
| Küchen Wohnung [1] |
8 - 20 |
| Küchen groß und mittel [1] |
10 - 25 |
| Küchen kalt [1] |
4 - 8 |
Labatorien [1]
Labatorien [3] |
6 - 15
8 - 15 |
| Lackierereien [1] |
15 - 40 |
| Läden [1] |
4 - 8 |
| Lichtpausereien [1] |
10 - 15 |
| Markthallen [1] |
1,5 - 3 |
| Maschinenräume [1] |
10 - 40 |
| Meß- und Prüfräume [1] |
8 - 10 |
| Montagehallen [1]] |
5 - 7 |
| Operationsräume [1] |
15 - 20 |
| Schulen Säle [1] |
3 - 7 |
Schwimmhallen [1]
Schwimmhallen [4] |
3 - 4
3 - 4 |
| Sitzungszimmer [1] |
6 - 8 |
| Speiseräume [1] |
6 - 8 |
| Telefonzentralen [1] |
5 - 10 |
| Tresore [1] |
3 - 6 |
| Trocknungsanlagen - Lacktrocknung groß [1] |
20 - 30 |
| Trocknungsanlagen - Lacktrocknung mittel [1] |
30 - 80 |
| Trocknungsanlagen - Lacktrocknung klein [1] |
bis 350 |
| Trocknungsanlagen - Wäschetrocknung [1] |
20 - 40 |
| Trocknungsanlagen - Ziegeltrocknung [1] |
10 - 30 |
Turnhallen [1]
Turnhallen [2] |
4 - 6
4 - 6 |
| Umkleideräume Schwimmbad [1] |
6 - 8 |
| Verkaufsräume [1] |
4 - 8 |
| Versammlungsräume [1] |
5 - 10 |
| Wäscherein [1] |
10 - 15 |
| Warenhäuser [1] |
4 - 6 |
| Wartezimmer [1] |
4 - 7 |
Werkstätten geringe Luftverschmutzung [1]
Werkstätten geringe Luftverschmutzung [5] |
3 - 6
4 -6 |
Werkstätten hohe Luftverschmutzung [1]
Werkstätten hohe Luftverschmutzung [5] |
6 - 12
10 - 20 |
| Wohnungen [1] |
0,5 - 4 |
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Volumenstromermittlung über die Außenluftrate pro Person
V = Volumenstrom (m³/h)
n P = Personenzahl (-)
A RP = Außenluftrate je Person (m³/(h*Person))
V = Volumenstrom (m³/h)
n P = Personenzahl (-)
A RP = Außenluftrate je Person (m³/(h*Person))
| Außenluftrate (m³/(h*Person)) |
| Büro |
40 |
Lesesaal |
20 |
| Großraumbüro |
60 |
Hörsaal, Klassenraum |
30 |
| Theater, Konzert |
20 |
Messehalle |
30 |
| Kantine |
30 |
Verkaufsraum |
20 |
| Versammlungsraum |
30 |
Museum |
30 |
| Konferenzraum |
20 |
Gaststätte |
40 |
| Kino, Festsaal |
30 |
Hotelzimmer |
40 |
| Pausenraum |
30 |
Turn- u. Sporthalle |
30 |
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Außenluftstrom nach der Arbeitsstätten Richtlinie ASR 5 - Lüftung (gülig bis 2012)
Der Außenluftstrom für Räume in denen Personen arbeiten und die mit Ventilatoren belüftet werden, sind folgende Werte zugrunde zu
legen:
20 - 40 m³/h pro Person bei überwiegender sitzender Tätigkeit
40 - 60 m³/h pro Person bei überwiegende nicht sitzender Tätigkeit
über 65 m³/h pro Person bei schwerer körperlicher Arbeit
Bei zusätzlicher Belastung der Raumluft durch Gerüche, hohe Wärmelast sind zusätzlich 20 m³/h pro Person anzusetzen.
Raumluftgeschwindigkeit
Die lüftungstechnischen Anlagen sind so auszulegen, dass am Arbeitsplatz keine unzumutbare Zugluft entsteht. Bei einer Temperatur von
20°C tritt bei einer Luftgeschwindigkeit unter 0,2 m/s üblicherweise keine Zugluft auf.
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Volumenstrom von Räumen mit Schadstoffen über die MAK Werte
Der MAK-Wert (maximale Arbeitsplatzkonzentration) ist die
höchstzulässige Konzentration eines Arbeitsstoffes als Gas, Dampf oder Schwebstoff in der Luft am Arbeitsplatz, die nach dem
gegenwärtigen Stand der Kenntnis auch bei wiederholter und langfristiger, in der Regel täglich achtstündiger Exposition, jedoch bei
Einhaltung einer durchschnittlichen Wochenarbeitszeit von 40 Stunden im allgemeinen die Gesundheit der Beschäftigten nicht beeinträchtigt
und diese nicht unangemessen belästigt.
V = Volumenstrom (m³/h)
M = Schadstoffmenge (mg/h)
k MAK = zul. Schadstoffkonzentration (mg/m³) MAK Tabelle
k a = Schadstoffanteil Zuluft (mg/m³)
V = Volumenstrom (m³/h)
M = Schadstoffmenge (mg/h)
k MAK = zul. Schadstoffkonzentration (mg/m³) MAK Tabelle
k a = Schadstoffanteil Zuluft (mg/m³)
| MAK Werte (mg/m³) |
| Aceton |
2400 |
Jod |
1 |
| Ammoniak |
35 |
Methanol |
260 |
| Butan |
2350 |
Nicotin |
0,5 |
| Chlor |
1,5 |
NO2 |
9 |
| Kohlenmonoxid CO |
33 |
Ozon |
0,2 |
| Kohlendioxyd CO2 |
9000 |
Propan |
1800 |
| Formaldehyd |
1,2 |
PVC |
8 |
| Hydrazin |
0,13 |
Quecksilber |
0,1 |
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Außenluft erwärmen
Erforderliche Heizleistung zur Erwärmung von Außenluft
Wird einem Raum kalte Außenluft zugeführt, die auf Raumtemperatur aufgeheizt werden soll, ist folgende Heizleistung erforderlich.
Bei der Anschlussleistung ist der Wirkungsgrad des Heizgeräts noch zu berücksichtigen.
Q = Heizleistung (kW)
V = Volumenstrom (m³/h)
ρ = Luftdichte (kg/m³)
c p = Spez. Wärme Luft (kJ/(kg*K))
ΔT = Temperaturdifferenz (K)
ϑ i = Raumtemperatur (°C)
ϑ a = Außentemperatur (°C)
Q = Heizleistung (kW)
V = Volumenstrom (m³/h)
ρ = Luftdichte (kg/m³)
c p = Spez. Wärme Luft (kJ/(kg*K))
ΔT = Temperaturdifferenz (K)
ϑ i = Raumtemperatur (°C)
ϑ a = Außentemperatur (°C)
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Befeuchterleistung bei Klimaanlagen
Zur Ermittlung der Befeuchtungsleistung einer Klimaanlage sind die Luftzustände der Mischluft bei der niedrigsten Außentemperatur
während der Heizperiode und der Raumluft in Verbindung mit dem Gesamtvolumenstrom der Anlage maßgebend. Aus dem h-x-Diagramm werden die
beiden x-Werte. (Wassergehalt der Luft in g Wasser pro kg Luft) ermittelt die Differenz der beiden Werte ist die Wassermenge, welche
einem kg Luft zugeführt werden muss.
H = Befeuchterleistung (kg/h)
ρ = Luftdichte (kg/m³)
V f = Frischluftvolumen (m³/h)
x i = Absolute Feuchte innen (g/kg)
x o = Absolute Feuchte außen (g/kg)
H = Befeuchterleistung (kg/h)
ρ = Luftdichte (kg/m³)
V f = Frischluftvolumen (m³/h)
x i = Absolute Feuchte innen (g/kg)
x o = Absolute Feuchte außen (g/kg)
Weitere Links:
Stoffdaten für Luft
Luftdruck in größerer Höhe mit Berücksichtigung der
Temperaturabnahme
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