BTU pro Stunde: Definition & Berechnung der Kühlleistung von Klimaanlagen

„Einen kühlen Kopf behalten“ ist besonders bei sommerlichen Temperaturen nicht ganz einfach. Klimaanlagen verschiedenster Bauweisen und Leistungsklassen versprechen hier Abhilfe zu schaffen. In vielen Fällen ist ein frisch gebackener Besitzer eines Klimagerätes jedoch nicht zufrieden, weil die versprochene Kühlleistung ausbleibt. Dies liegt oft an Missverständnissen bezüglich der Leistungsfähigkeit der Geräte oder an einer unzureichenden Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen am Aufstellort. Weitere Konfusion kann eintreten, wenn Leistungsangaben aus dem englischsprachigen Raum mit Werten aus dem metrischen System verglichen werden sollen.

Was sind Wärme und Kälte?

Wärme ist vereinfacht eine gewisse Menge an Energie, die ein Gegenstand oder die Luft in der Umgebung besitzt. Die Luft in einem Raum besitzt eine Temperatur, die ausdrückt, wie warm es in diesem Raum aktuell ist. Kälte ist streng genommen kein eigener Begriff, sondern ein Ausdruck von „weniger Wärme“. Je nach persönlichem Empfinden kann Person A Temperaturen als warm empfinden, die für Person B subjektiv einem sibirischen Winter gleichkommen. Ein Medium wie Luft abzukühlen, bedeutet, ihm Energie zu entziehen.

Thermometer in der Sonne
Bei steigenden Temperaturen, kann eine Klimaanlage Abhilfe schaffen

Wärmekapazität

Vereinfacht ausgedrückt wird eine bestimmte Menge Energie benötigt, um einen Kubikmeter Luft um ein Grad (Celsius oder Kelvin) zu erwärmen. Dies wird durch die sogenannte spezifische Wärmekapazität ausgedrückt. Wird der Luft die gleiche Menge Energie entzogen, so kühlt sie dementsprechend wieder ab.

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Leistung und Wärmetransfer

Temperaturveränderungen geschehen nicht spontan, sondern sind abhängig von der Leistungsfähigkeit des Klimagerätes. Diese wird in Watt angegeben. Mittels Dreisatz als Formel kann berechnet werden, wie viel Zeit benötigt wird, um eine gegebene Luftmenge um eine bestimmte Temperaturdifferenz abzukühlen. Vereinfacht ergibt Luftmenge mal Temperaturdifferenz mal spezifische Wärmekapazität geteilt durch die Leistung des Klimagerätes die benötigte Zeit.

Berechnung der Wärmelast

In der Realität ist die Situation komplexer. Räume sind nicht perfekt isoliert und werden durch verschiedene Faktoren aufgeheizt. Im Sommer sind Faktoren wie direkte Sonneneinstrahlung durch Fenster und auf die Außenwände präsent, sowie Erwärmung durch Umgebungsluft. Weiterhin produzieren elektrische Geräte wie Kühlschrank, Wäschetrockner und Computer ebenfalls Abwärme. Personen strahlen ebenfalls Wärme ab, ein Erwachsener, der sich passiv verhält, wird mit ca. 100 Watt angenommen. Zur Ermittlung der jeweiligen Wärmelast können Klimatechniker spezielle Programme nutzen, um die Kühlleistung zu berechnen. Diese ermitteln aus Werten wie Raumgröße, Wand- und Fensterflächen, Außentemperatur, Dämmung etc. die von außen hereingetragene Energie.

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Typen von Klimaanlagen

Beispiel eines Comfee mobile 7000
Beispiel eines mobilen Klimagerätes

Die Begriffe Klimaanlage und Klimagerät werden oft synonym benutzt, meinen jedoch verschiedene Dinge. Eine Klimaanlage ist streng genommen ein stationär eingebautes Gerät bzw. Konstrukt mit mehreren Elementen, während ein Klimagerät mobil ist. Beispiel für ein Klimagerät sind die Standgeräte, die mittels Abluftschlauch durch ein gekipptes Fenster einzelne Räume kühlen. Aufgrund der Bauform und der Stromversorgung über eine normale Haushaltssteckdose ist die Kühlleistung kleiner als bei einer stationären Anlage.

Leistungsangaben vergleichen

Die wichtigste Angabe ist die Kühlleistung, die meist in Watt oder Kilowatt angegeben wird. Geräte im angelsächsischen Raum werden oftmals in BTU/h angegeben. BTU steht hier für die „Britisch Thermal Unit„, die sich in Watt umrechnen lässt. Eine BTU entspricht ca. 0,2931 Watt, was bedeutet, dass ein Klimagerät mit 1000 BTU/h eine Kühlleistung von 293,1 Watt leistet. Da Kühlleistungen oftmals in kW angegeben werden, kann man dieses umgekehrt in kw umrechnen. 1 kW Kälteleistung entspricht ca. 3411 BTU/h.

>> Wenn ihr noch mehr über die Bedeutung und Unterschiede von BTU/h und Watt erfahren wollt, schaut euch gern dieses Video dazu an:

Auswahl von Klimaanlagen

Jeder zu kühlende Raum ist anders in Bezug auf die Wärmelast und gewünschte Endtemperatur. Aus diesem Grund kann keine pauschale Aussage bezüglich der benötigten Kälteleistung für eine bestimmte Raumgröße getroffen werden. Eine Klimaanlage für 40 m² wird bei dünnen Wänden und Außentemperaturen von oberhalb 35 Grad stärker beansprucht werden als eine Klimaanlage für 60 m² in einer kühlen Gegend.

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Luftverteilung im Raum

Die höchste Kühlleistung nützt nichts, wenn die kalte Luft nicht am Ziel ankommt. Eine Klimaanlage für 100 m² muss demzufolge anders aufgebaut sein als ein System für kleinere Räume. Kleinere mobile Geräte (Monoblock) verfügen in der Regel nur über einfache Ventilatoren. Größere Klimaanlagen erlauben oft die Installation mehrerer Innenmodule, um größere Bereiche oder ganze Etagen zu kühlen.

Faustregeln

Frau sitzt in einem klimatisierten Raum
Perfekt klimatisierter Raum durch Klimageräte auch im Hochsommer

Eine genaue Dimensionierung einer Anlage kann strenggenommen nur mit einem Klimarechner vorgenommen werden. Wenn nicht alle Faktoren bekannt sind, können jedoch einige Erfahrungswerte zur Abschätzung herangezogen werden. Hierbei geht man davon aus, dass keine erschwerten Verhältnisse wie Dachgeschosslage oder große Fensterfronten vorliegen. Pro Quadratmeter kann man hier 60-100 Watt ansetzen, oder aber pro Kubikmeter 40 Watt. Dies ist besonders bei sehr hohen oder flachen Räumen eine bessere Methode. Verwinkelte Räume, die eine Klimaanlage für 200 m³ benötigen, sind mit einer stationären Anlage mit mehreren Innenkassetten besser bedient, die einen gleichmäßigeren Luftstrom gewährleisten. Die Außengeräte sind weiterhin deutlich leistungsfähiger als die mobilen Geräte, die meist bei 3 kW Kälteleistung ihr Maximum aufweisen.

>> Auch Hisense bietet eine große auswahl von Klimaanlagen. 

Fazit

Die Auswahl der richtigen Klimaanlage ist von vielen Faktoren abhängig:

  • Raumgröße
  • Wärmelast
  • Gewünschte Temperaturdifferenz zur Außentemperatur
  • Möglichkeit zur stationären Installation

Im Zweifel sollte ein Fachbetrieb zur Beratung herangezogen werden!

>> Hier geht es zur Startseite: Alle getesteten Klimageräte

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