Energiebedarf-erwärmen-abküklen

Wissenschaft Physik
#1

Guten abend

wenn ich eine bestimmte Menge eines best. Stoffes einer best. Temperatur um 1Kelvin erwärme benötige ich eine bestimmte Menge an Energie.

Wenn ich bei den selben Voraussetzungen (oben) die Temperatur um 1 Kelvin senke , benötige ich in etwa die 3-fache Menge an Energie.

Kann das jemand so bestätigen oder widerlegen?

Im konkretem Fall geht es um techn. Bautrocknung gegen natürliche Bautrocknung. Ein Kunde hat sich einen Kondensationstrockner in seinen Neubau gestellt und 2x täglich etwa 5 liter Wasser herausgetragen. Gleichzeitig ist es so nass im diesen Neubau, das es von der Decke tropft (frisch verputzt, frischer Estrich)! Es regnet da drin. In den letzten Jahren kommt es immer häufiger vor, das sich Menschen einfach nicht trauen das Fenster aufzumachen um zu lüften! „Aber das darf ich nicht! Da geht doch Wärme verloren! Das darf man nicht!“

Also meine These lautet: Um die selbe Menge an Wasser aus der Raumluft durch abkühlen zu entfernen benötige ich die 3-fache Energiemenge als durch erwärmen (und lüften).

Danke schon mal für eure Mühe, grüße Helmut

#2

wenn ich eine bestimmte Menge eines best. Stoffes einer best.
Temperatur um 1Kelvin erwärme benötige ich eine bestimmte
Menge an Energie.

Wenn ich bei den selben Voraussetzungen (oben) die Temperatur
um 1 Kelvin senke , benötige ich in etwa die 3-fache Menge an
Energie.

Wenn die Temperatur einmal steigt und einmal sinkt, dann können die Voraussetzungen nicht dieselben sein. Bitte beschreibe genauer, was Du meinst.

#3

Nein, sie soll nicht steigen und dann sinken. Es geht mir darum ob ich 3x mehr Energie benötige um diese Menge Luft um 1 Kelvin zu kühlen, als wenn ich sie um 1 Kelvin erwärmen würde!

grüße

#4

Es geht mir
darum ob ich 3x mehr Energie benötige um diese Menge Luft um 1
Kelvin zu kühlen, als wenn ich sie um 1 Kelvin erwärmen würde!

Bei der Abkühlung steckt man keine Energie in das System hinein, sondern es kommt welche raus. Ob und wenn ja wie viel Energie dabei insgesamt benötigt wird, hängt von den Bedingungen ab und die musst Du erst einmal konkret benennen.

#5

Bei der Abkühlung steckt man keine Energie in das System
hinein, sondern es kommt welche raus.

Ich sehe das so: Eine Klimaanlage (um im Sommer Luft zu kühlen) benötigt 3x mehr Energie als umgekehrt eine Heizung (im Winter um zu heizen). Das ist der Punkt wo ich mir nicht sicher bin…

#6

Ich sehe das so: Eine Klimaanlage (um im Sommer Luft zu
kühlen) benötigt 3x mehr Energie als umgekehrt eine Heizung
(im Winter um zu heizen). Das ist der Punkt wo ich mir nicht
sicher bin…

Aha, also sind die Voraussetzungen nicht dieselben, sondern im ersten Fall soll bei kleinerer Umgebungstemeratur erwärmt und im zweiten bei größerer Umgebungstemperatur gekühlt werden, Das meinte ich in meinem ersten Post. Wie viel Energie man in den beiden Fällen benötigt hängt allerdings immer noch von der eingesetzen Technik und den konkreten Bedingungen ab.

#7

Moin,

Wenn ich bei den selben Voraussetzungen (oben) die Temperatur
um 1 Kelvin senke , benötige ich in etwa die 3-fache Menge an
Energie.

wenn das Kühlgerät einen deutlich schlechteren Wirkungsgrad hat als das Heizgerät, dann kann das schon stimmen.

Gandalf

#8

Hallo,

Ich sehe das so: Eine Klimaanlage (um im Sommer Luft zu
kühlen) benötigt 3x mehr Energie als umgekehrt eine Heizung
(im Winter um zu heizen). Das ist der Punkt wo ich mir nicht sicher bin…

das ist so auch nicht richtig, eher ist es umgekehrt .

Die Energiemenge welche man benötigt, um 1kg Masse um 1 grd zu erwärmen,
heißt spezifische Wärmekapazität. Das ist eine Materielkonstante.
http://de.wikipedia.org/wiki/Spezifische_W%C3%A4rmek…

Kühlt man den gleichen Körper wieder um 1 grd ab, muß man genau die gleiche Energiemenge entziehen, die man bei Erwärmung um 1 grd rein gesteckt hat.

Nimmt man zum Erwärmen eine normale Heizung (keine Wärmepumpe), dann muß man genau die Menge an Heizenergie aufbringen, die der Wärmekapazität entspricht.
Andere Wärmeausgleichseffekte wollen wir dabei mal mal weglassen.

Willst du nun die Masse mit einer Wärmepumpe abkühlen, muß die Leistungszahl (COP) der Wärmepumpe berücksichtigt werden.
http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmepumpe#Leistun…
Die COP liegt bei vernünftiger Auslegung einer Wärmepumpe so um 3…5.
Nehmen wir mal COP = 4 an, dann brauchst man 1kWh Energie für den Antrieb der Wärmepumpe um 4kWh Wärmeenergie zu pumpen.

Um eine Masse von 1kg um 1grd abzukühlen wäre also nur 1/4 der Wärmekapazität
aufzubringen.

Über die Sinnfälligkeit des Einsatzes von Bautrocknern sagt das allerdings wenig aus.
Bautrockner können sinnvoll sein, aber wenn man mit natürlicher Trocknung arbeiten kann und dabei gar keinen Energieeinsatz hat, dann ist das sicher sparsamer.
Nur klappt das nicht unter allen Umständen und dauert sicher länger.
Gruß Uwi

#9

Hallo,

Wenn ich bei den selben Voraussetzungen (oben) die Temperatur
um 1 Kelvin senke , benötige ich in etwa die 3-fache Menge an
Energie.

wenn das Kühlgerät einen deutlich schlechteren Wirkungsgrad
hat als das Heizgerät, dann kann das schon stimmen.

Bei Kühlgeräten (Wärmepumpen) spricht man nicht vom Wirkungsgrad.
-> siehe meine Antwort unten.

Ansonsten wäre das Kühlgerät wohl offensichtlich kaputt, wenn es wie oben geschrieben
arbeiten würde. Als Heizung wäre es aber noch verwendbar :smile:
Gruß Uwi

#10

Hallo Helmut,

Also meine These lautet: Um die selbe Menge an Wasser aus der
Raumluft durch abkühlen zu entfernen benötige ich die 3-fache
Energiemenge als durch erwärmen (und lüften).

Das Grundsätzliche wurde schon richtig beschrieben.

Beim Kondensationsbautrockner kommt noch ein Problem hinzu:
Eine Wärmepumpe entzieht am einen Ende der Umgebung Wärme-Energie, die wird aber am anderen Ende wieder abgegeben!
Beim Bautrockner befinden sich aber beide Enden im selben Raum, die Luft wird also gleichzeitig gekühlt und beheizt. Energetisch nicht wirklich Sinnvoll. Die Heizleistung entspricht der elektrischen Leistung des Trockners.

Wegen der relativen Luftfeuchte ist es nicht ganz einfach zu berechnen, welche Variante (Lüften, Heizen, Kondensation) wirklich am wirtschaftlichsten ist. Hierzu muss man die Temperatur der Frischluft und deren Luftfeuchte und das Selbe der Raumluft kennen.

Wenn die Frischluft warm und Feucht ist und der Keller kühl, holt man sich mit Lüften die Feuchte erst in den Keller!

Beim oben geschilderten Fall, also mit Regen im Raum, also über 100% RL wäre, energetisch, möglicherweise ein kräftiges Gebläse, evtl. mit einer Heizung, welches einen regen Luftaustausch mit der Umgebung erzeugt und einer Pumpe, welche das Regenwasser absaugt am wirtschaftlichsten.
Allerdings basiert dies Einschätzung auf den hiesigen, durchschnittlichen klimatischen Bedingungen. Bei tropischen Verhältnissen, sieht das ganz anders aus.

Auch wenn die Frage einfach erscheint, gibt es keine allgemeingültige einfache Antwort, sondern nur ein: „Kommt darauf an“.

MfG Peter(TOO)

#11

Also meine These lautet: Um die selbe Menge an Wasser aus der
Raumluft durch abkühlen zu entfernen benötige ich die 3-fache
Energiemenge als durch erwärmen (und lüften).

Eine ideale Wärmepumpe wird auf der einen Seite genauso heiß, wie sie sich auf der anderen Seite abkühlt. Tatsächlich liegt der Wirkungsgrad bei ca. 50%.

Die warme Seite wird - in Relation zur Raumtemperatur - also etwa doppelt so warm, wie die kalte Seite kalt.

Einen Raum/Gebäude bekommt man am besten mit einem Bautrockner (Gasflamme) trocken. Warme Luft kann sehr viel mehr Feuchtigkeit aufnehmen. Durch Lüften wird diese (sehr) warme feuchte Luft entfernt. f.f.
Kondensattrockner sind Spielzeug.

#12

Vielen Dank für eure Antworten

Ich hatte ja mal Baupysik und glaube mich zu erinnern das der Lehrer damals sagte: „Um etwas abzukühlen benötigt ihr etwa 3-4mal mehr Energie, als es zu erwärmen!“

Wenn ich in z.B. in einem Kühlschrank die Temperatur senke, benötige ich mehr Energie als z. B. wo anders die Temperatur zu erhöhen… bei gleichen Voraussetzungen wie Masse, Temperatur, Stoff, etc

So zumindest meine bisherige Meinung

Danke für eure Antworten, grüße Helmut

#13

Hallo Helmut,

Wenn ich in z.B. in einem Kühlschrank die Temperatur senke,
benötige ich mehr Energie als z. B. wo anders die Temperatur
zu erhöhen… bei gleichen Voraussetzungen wie Masse,
Temperatur, Stoff, etc

Wenn du so eine Kiste hast, ist der Energiefluss
(Innentemperatur - Aussentemperator) * Wärmewiderstand

Wärmewiderstand = Isolation wird in W/K angegeben.
Dabei spielt es keine Rolle wie die Vorzeichen sind.

Das praktische Problem ist dann, wie man die entsprechende Energiemenge ab- oder zuführt und welche Energiequelle man dafür verwendet.

Die Wirkungsgradverluste einer Maschine bestehen eigentlich immer aus Wärme. Insofern kann man die Verluste beim Heizen mit verwenden.
Beim Kühlen muss diese Abwärme abgezogen werden.

MfG Peter(TOO)

#14

Hallo,

Beim Kondensationsbautrockner kommt noch ein Problem hinzu:
Eine Wärmepumpe entzieht am einen Ende der Umgebung
Wärme-Energie, die wird aber am anderen Ende wieder abgegeben!
Beim Bautrockner befinden sich aber beide Enden im selben
Raum, die Luft wird also gleichzeitig gekühlt und beheizt.
Energetisch nicht wirklich Sinnvoll.

Da es ja nicht darum geht einen Raum zu heizen oder zu klimatisieren, sondern zu trocknen, scheint mir das Prinzip auch energetisch durchaus sinnvoll.

Die Luft wird zuerst abgekühlt, damit möglichst viel Feuchte ausfällt.
Dann muß der Raum aber auch gut beheizt werden, damit die Luft wieder viel Feuchte aufnehmen kann.
Gruß Uwi