Entwicklung und Optimierung einer Gebäudeheizung ... - Hc-solar.de

Der Reibungsverlust der Strömung in den verschiedenen Systemabschnitten errechnet sich
aus der Gleichung:
ρ
Luft 2
∆p
= ζ ⋅ ⋅ vLuft
(3.15)
2
Für die Widerstandsbeiwerte wurden folgende Werte bestimmt Recknagel Sprenger (97/98,
S.1202):
1. Austrittsöffnung (Winkel 45°): ζ = 0, 3
2. Rohrbogen (R/W=1): ζ = 0, 2
3. Rohrbogen (R/W=1): ζ = 0, 2
4. Eintrittsöffnung mit Prallplatte (R/D=0,5, h/D=0,2): ζ = 0, 5
Für den Druckverlust in Vierkantrohren, wie z.B. den Kaminabschnitten in diesem System,
werden folgende Formeln nach Recknagel Sprenger (97/98, S.1199) verwendet:
L ρ
Luft 2
∆p
= λ ⋅ ⋅ ⋅ vLuft
mit
d 2
h
d ⋅ a ⋅b
= 2 h a +
(3.16)
b
Die Reibungszahl λ wird dem Diagramm 3-13 entnommen. Für die Kaminstücke aus Lehm
mit einem Durchmesser von 0,5m x 0,5m und einer Rauhigkeit von ε = 5 mm erhält man
folgende geometrischen Kennzahlen um die Reibungszahl zu bestimmen:
5mm
ε / d = = 0,01 und
500mm
d ⋅ v
Luft
m
= 0,5
⋅1,6
s
2
Damit ergibt sich für die Reibungszahl λ = 0, 04 . Für den Widerstandbeiwert in rauen
1
Lehmkaminen erhält man damit ζ = 0 ,04⋅
= 0, 08 pro Meter Länge.
0,5
Die gleiche Vorgehensweise gilt für den solaren Lufterwärmer. Für die Rauhigkeit in
Blechkanälen kann ε = 0, 15 mm angenommen werden. Mit den Standardabmessungen
a = 0,88 m und b = 0,075 m ergibt sich der hydraulischer Durchmesser zu d
h
= 0, 138 m.
Mit der Umrechnung auf den gleichwertigen Durchmesser von rechteckigen Rohren erhält
man d = 0,2499 und damit beim maximalen Volumenstrom von 0,4 m³/s die geometrischen
Kennzahlen:
0,15
ε / d = = 6e
− 4 und
249
d ⋅ v
Luft
m
= 0,749
s
Aus Diagramm 3-13 ergibt sich damit die Reibungszahl zu λ = 0, 022 pro Meter Länge eines
doppelreihigen Luftkollektors.
2
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