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2020 | OriginalPaper | Chapter

14. Anhang A bis I

Authors : Holger Großmann, Christof Böttcher

Published in: Pkw-Klimatisierung

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Im Anhang sind Diagramme für feuchte Luft, Äthylenglykol-Wassermischungen sowie Kältemittel R134a und R744 zusammengestellt. Dort findet man auch häufig verwendete Formeln. Zur Darstellung der Kennlinien mit empirischen Formeln werden die Abgleichmethode, die Summe der kleinsten Fehlerquadrate und die Interpolation verwendet. Damit werden die Kennlinien verschiedener Komponenten mit Beispielen abgebildet, aber auch die Grenzen bei der Anwendung aufgezeigt. Das Wärmestromfeld eines Heizungswärmeübertragers kann hinreichend genau approximiert werden. Grundlage sind die Annahme eines theoretischen Wärmeübertragers und die Ermittlung einer Funktion des Wärmedurchgangs. Beispiele aus der Praxis zeigen solche Auswertungen und den Vergleich zwischen der Messung und der Approximation. Die Interpolation innerhalb des gemessenen Bereichs ist zufriedenstellend. Teilweise kann auch mit der notwendigen Vorsicht extrapoliert werden. Mit theoretischen Ableitungen des Luftaustauschs durch die Karosserie wurden Parameterintegrale erhalten. Die Integrale werden umgeformt, in Reihen entwickelt und mit Hilfe von Gammafunktionen und den Symmetrieeigenschaften, welche zwischen dem Leckzu- und abluftstrom bestehen, gelöst. Die mittlere Lufttemperatur im Fahrgastraum wird für den stationären Betrieb als arithmetisches Mittel nach DIN 1946-3: 2006–2007 dargestellt und diskutiert. Diese wird für den Außenluftbetrieb mathematisch abgeleitet. Physikalisch besteht eine Analogie zur stationären Abkühlung eines Fluids in einem Rohr. Es wird gezeigt, welchen Einfluss Wärmequellen auf den Temperaturverlauf im Rohr bzw. Fahrgastraum haben. Es wird eine mathematische Methode zur Ermittlung des Mehrverbrauchs einer HVAC im Jahresmittel (kWh/100 km) beschrieben. Verwendet werden Kennlinien der HVAC und die Häufigkeit der Umgebungstemperaturen, der r. F. und Sonneneinstrahlung. Die Auswertung geschieht numerisch und analytisch. Zur Ermittlung der Taupunkt- und Kühlgrenz- bzw. Nasstemperatur werden Beispiele herangezogen. Weiterhin wird über scheinbare Temperaturen des Himmels in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur mit der r. F. als Parameter bei sternklaren, wolkenlosen berichtet. Bei den Auswertungen von Wärmebilanzen instationärer (von der Zeit abhängiger) Vorgänge können Differenzialgleichungen (DGL) hilfreich sein. Diese sind meistens sehr kompliziert und nur aufwendig oder überhaupt nicht lösbar. Es werden Lösungswege und Ergebnisse gewöhnlicher DGL angegeben.

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Footnotes
1
Gemäß der ICAO (International Civil Aviation Organization) gibt es Normbedingungen für NN (Normal Null). Diese sind p0 = 1013,25 hPa und T0 = 288,15 K entsprechend 15 °C. Es wird eine Schichtung der Lufttemperatur von −0,65 K auf 100 m berücksichtigt.
 
2
Baehr H D (1961) Mollier-i, x-Diagramme für feuchte Luft. Springer-Verlag Berlin, Göttingen, Heidelberg und Weigand B et al. (2008) Thermodynamik kompakt. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.
 
3
Für gleichen Luftdruck und Temperatur ist die Luftdichte feuchter Luft immer kleiner als diejenige der trockenen Luft (Rw > RL).
 
4
Definition der Enthalpie: (physikalisch) bei konstantem Druck vorhandene Wärme, (meteorologisch) die gesamte in der feuchten Luft vorhandene Wärme.
 
5
Das Gleichungssystem kann in vielen Fällen nicht elementar gelöst werden. Durch Variation der Konstanten kann jedoch numerisch das Minimum der Summe erreicht werden.
 
6
Zur Interpolation nach Newton und Lösung der Koeffizienten Ai siehe Meyer zur Carpellen (1963).
 
7
Zum Beispiel Trendlinie unter Microsoft Excel.
 
8
Siehe Straßer (1990) Ein Beitrag zur Berechnung der Pkw-Motorkühlung unter Berücksichtigung des Verbrennungsverfahrens. Dissertation, TU München.
 
9
Für das Produkt k · A wird häufig die Abkürzung kA verwendet.
 
10
Siehe Straßer (1990) Ein Beitrag zur Berechnung der Pkw-Motorkühlung unter Berücksichtigung des Verbrennungsverfahrens. Dissertation, TU München.
 
11
Siehe Abschn. 8.​1.
 
12
Siehe Abschn. 14.3.2.4.
 
13
\( \dot{Q}_{ \hbox{max} } < \dot{m}_{L} \cdot c_{p} \cdot {\text{ETD}} = \frac{2}{60} \cdot 1,006 \cdot 100 = 3,35\;\;[ {\text{kW}} ] \)
 
14
Für angeströmte Rohrbündel wird in der Literatur ein Exponent von 0,6 für die Luftseite genannt. Siehe Recknagel et al. (1985) S. 113.
Der Exponent m kann auch mit einer Faustformel des Autors \( m \approx \frac{1}{3} \cdot \left[ {1 - \ln( {k^{2} )}} \right] \) abgeschätzt werden. Dabei ist k der Druckexponent der luftseitigen Druckverlustlinie. Mit k = 2/3 lautet m = 0,6.
 
15
Luftströme und Druckdifferenzen werden in diesem Kapitel immer dimensionslos dargestellt. Wird z. B. vom Leckzuluftstrom gesprochen, so ist dieser dimensionslos.
 
16
Der Luftstrom wird mit einer Vorrichtung dem Fahrgastraum zu- oder abgeführt. Die Be- und Entlüftungssysteme sind dabei geschlossen. Die Funktion l = f(cI) wird Leckagelinie genannt. Diese wird mit der Innendruckmethode ermittelt, s. Abschn. 3.​5.​1 und 11.​4.
 
17
Daher bezeichnete Großmann (1987) die Berechnung des Leckluftstroms durch die Karosserie als „Gamma-Verfahren“.
 
18
Integrale werden i. d. R. numerisch gelöst. Dabei können Zusammenhänge häufig nicht erkannt werden, hier z. B. die Ermittlung der Streuung aus Leckagelinien.
 
19
Vgl. z. B. Bronstein et al. (2008, S. 1109); Zeidler (2003a, S. 185).
 
20
Vgl. z. B. Bronstein et al. (2008, S. 515, 517, 1114), Zeidler (2003a, S. 102, 599).
 
21
Dieser besondere Fall tritt auf, wenn die Belüftung, die Scheiben, das Schiebedach und die Entlüftung geschlossen sind (z. B. im Umluftbetrieb). Dieser Wert entspricht dem Betrag des dimensionslosen Leckabluftstroms.
 
22
Vgl. z. B. Bronstein et al. (2008, S. 51).
 
23
Schreibweise siehe Gröbner und Hofreiter (1973, S. 1 und 169) Integraltafel, zweiter Teil, Bestimmte Integrale.
 
24
In der Strömungstechnik wird die Druckdifferenz i. d. R. über dem Massenstrom aufgetragen.
 
25
In der Praxis ist der Exponent i. d. R. größer als ½. Dieser beträgt meistens 4/7.
 
26
Siehe z. B. Bronstein und Semendjajew (1991, S. 331), Zeidler (2003a, S. 600).
 
27
Klassierte prozentuale Häufigkeit der Temperatur im Histogramm: H mal Klassenweite Δϑ (z. B. 5 K) mal 100. Da die Summe kleiner als 100 % ist, werden die klassierten Häufigkeiten korrigiert.
 
Literature
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Metadata
Title
Anhang A bis I
Authors
Holger Großmann
Christof Böttcher
Copyright Year
2020
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-59616-6_14

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