Wärmemenge pro Stunde durch doppelverglastes Fenster

Kigyo · Anmeldungsdatum: 20.05.2015 Beiträge: 7

Hallo,

habe mit der Berechnung von einer Aufgabe zum Thema Wärmedurchgang und Wärmeübergang ein paar Probleme. Diese lautet:

"Ein 1 m² großes, altes Fenster besteht aus zwei identischen Glasscheiben à 4mm Dicke (Wärmeleitfähigkeit

. Für die Wärmeübergangskoeffizienten gilt:

sowie

. Zwischen den Scheiben gilt der Wärmeleitwiderstand

. Die Innentemperatur beträgt 21°C, die Außentemperatur -10°C. Berechnen Sie die Wärmemenge pro Stunde, die durch das Fenster geht und geben Sie die Temperaturen an der Außenfläche und Innenfläche der äußeren Scheibe an."

Meine Ideen:
Mein Problem sind die ganzen verschiedenen Widerstände. Wir haben

sowie "normal"

mit verschiedenen Einheiten.
Im Prinzip will ich ja den Wärmestrom haben, um damit dann alles berechnen zu können. Aber dafür brauche ich ja k, oder? Kann ich einfach alle Widerstände zu einerseits Wärmeübergangswiderständen

und Wärmeleitwiderständen

umrechnen, zusammenfassen und dann zu k machen, um die Formel

zu benutzen?

Geht das überhaupt?

Danke und lieben Gruß

Kigyo · Anmeldungsdatum: 20.05.2015 Beiträge: 7

Ich probiere es mal, vielleicht kann ja jemand dazu was sagen.

Kurzzusammenfassung: Wärmeübergang und Wärmeleitung durch ein doppelverglastes Fenster. Gesucht ist die Wärmemenge pro Stunde durchs Fenster sowie die Temperaturen auf der Außen- und Innenseite des äußeren Glases.

Daten:

Temperatur innen: 21°C
Wärmeübergangskoeffizient innen:

Temperatur außen: -10°C
Wärmeübergangskoeffizient außen:

Dicke der Glasscheiben d: je 4 mm
Wärmeleitfähigkeit des Glases:

Wärmeleitwiderstand der Zwischenschicht:

Vorgehen:
1.) Bestimmung eines Gesamt-Wärmeleitwiderstandes aller Schichten
2.) Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten k
3.) Bestimmung des Wärmestroms
4.) Bestimmung der Wärmemenge pro Stunde
5.) Bestimmung aller Temperaturen

1.)
Wärmedurchgang

Wärmeübergang

Gesamtwiderstand

2.)
Wärmedurchgangskoeffizient

3.)
Bestimmung des Wärmestroms

4.) Wärmemenge pro Stunde

5.)
Temperaturen
Aus

und

ergeben sich nach umstellen zum jeweils unbekannten T folgende Temperaturen:

T, innen = 21°C
T, Glas1, innen = 9,93°C
T, Glas1, außen = 9,46°C
T, Glas2, innen = -6,48°C
T, Glas2, außen = -6,94°C

Folgendes kommt mir Spanisch vor:
- Ich glaube nicht, dass man so einfach einen Gesamtwiderstand bilden kann, trotz gleicher Einheiten
- Ich vermute, dass man daher auch nicht einfach einen "gemeinsamen" k-Wert bilden kann (ergo falscher Wärmestrom)
- Es kommt mir komisch vor, dass die Temperatur beim Durchgang durch 4 mm Glas fast gar nicht abnimmt (je nur 0,5°C), aber im Zimmer bereits von 21°C auf 10°C abnehmen soll. Kann irgendwie nicht sein.

Kann mir bitte jemand einen Tipp geben?

Danke!!

moody_ds · Anmeldungsdatum: 29.01.2016 Beiträge: 515

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Ergebnisse sind richtig.

Kigyo · Anmeldungsdatum: 20.05.2015 Beiträge: 7

Hallo GvC und moody_ds,

vielen lieben Dank für eure Mühe!! Prost

Super! Auf nen anderen Lösungsweg bin ich nicht gekommen.

Kommilitonen hatten gesagt, dass sie für's Glas und die Schicht zwischen den Gläsern einen k-Wert und dann für die Grenzflächen einen weiteren k-Wert bestimmt und hinterher gemittelt haben (kp wie es geht). Das erschien mir aber auch nicht so wirklich praktikabel bzw. nicht im Sinne des Aufgabenstellers smile

@GvC: Da hast du schon Recht... gibt ja auch das Phänomen der Eisblumen an Fensterscheiben. Aber irgendwie erschien es mir dann doch etwas extrem an einer doppelverglasten Scheibe. Aber da täuscht mich dann wohl meine Intuition. Hammer