Wie berechne ich die Temperatur angesaugter Luft durch ein in der Erde verlegtes Rohr?

7 Antworten

Das in Formeln auszudrücken ist schwer. Es ist ein Problem der Wärmeübertragung. Ein paar Gedanken:

Grundsätzlich funkioniert Wärmübertragung besser, wenn:

  • Die Temperaturdifferenz größer wird
  • Die Oberfläche zum Wärmetransport größer wird
  • Der Wärmedurchgangskoeffizient größer wird.

Der Wärmedurchgangskoeffizient setzt sich zusammen aus innerem und äußerem Wärmeübergangskoeffizient sowie dem Wärmeleitkoeffizient.

Den äußeren Wärmeübergangskoeffizienten kannst du kaum beeiflussen. Den Wärmeleitkoeffizient kannst du erhöhen, indem du das Rohr/den Schlauch aus einem gut wärmeleitenden Material kaufst.

Den inneren Wärmeüberganskoefizenten kannst du vor allem mit der Gasströmung im Rohr beinflussen. Einfach gesagt ergibt eine gute Durchmischung im Rohr einen besseren Wärmeüberganskoefizenten.

Die Temperaturdifferenz ist vorgegeben, da kann man nichts verbessern.

Die Oberfläche wird umso größer, je länger der das Rohr ist.

Prinzipiell ist es eine gute Idee, einen Schlauch zu benutzen und den in eine Spirale zu legen, aber nicht zu eng ;-)

Berechnen kann man das mit empirischen Gleichungen für Wärmeübergangskoeffizienten. Das hängt dann unter anderem von der
Strömungsform (laminar oder tubulent) im Schlauch ab und ist nicht trivial. Zumal sich die Rahmenbedingunen mit der Zeit ändern. So erwärmt sich der Boden am Lufteinlass schneller, als der Boden nahe dem Eintritt ins Gewächshaus, was das Ergebnis der Kühlung stark beeinflusst.


Mein Bauchgefühl sagt mir, dass das nicht gut funktionieren wird. Dafür muss zu viel Luft mit zu wenig Temperaturdifferenz gekühlt werden - oder der Schlauch wird lächerlich lang, sodass es nicht mehr handhabbar ist.

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Oha, solche Probleme musste ich auch schon bearbeiten. Das zu berechnen ist äußerst schwierig, weil man z.B erstmal gar nichts über Wärmeübergangskoeefizienten, Wärmekapazitäten des Bodens, Strömungsquerschnitte, Volumenströme etc. pp weiß.

Selbst wenn man alle Parameter wüsste, ist es dann noch schwierig genug.

Hier gilt mal wieder: Versuch macht klug.

Als "Hobbybastler" würde ich einen Wasserschlauch oder Rohre in Schleifen vergraben, mit einer kleinen Wasserpumpe für Umlauf sorgen und mir irgendwoher einen Luft-Wasserkühler (alte Klimanlage z.B.) besorgen, der dann im Gewächshaus hängt. Eine Luftleitung bräuchte einen größeren Querschnitt und entsprechende Festigkeit, damit sie nicht vom Erdreich zusammengedrückt wird.

Das habe ich befürchtet. Ich hatte gehofft, dass es zumindest eine Näherung gibt, um herauszufinden, ob das ganze überhaupt realistisch ist. Denn wenn die Rechnung ergeben würde, dass man für ein 4 qm Gewächshaus 100 m Rohr braucht, hätte sich das ja direkt erledigt.

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Du kannst doch die Temperatur am Einlasstutzen mit einem Thermometer messen. Am Ausgang laesst du die Luft an einem zweiten Thermometer vorbeistreichen. Schon hast du die Differenz.

Edison konnte seine Formen auch nicht ausrechnen, er fuellte sie voll Wasser und nahm das Ergebnis dann an einem Messbehaelter ab. Warum solltest du nicht auch den Weg des geringsten Widerstandes gehen koennen?

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