Frage zum U-Wert und zur Wärmekapazität

Also es geht hier um Energie sparen und speichern...

Ich stehe vor einem Rätsel, von dem ich hoffe das mir es hier vielleicht jemand erklären kann...

Und ich denke ich habe mich irgendwo verrechnet...



Also ich habe anhand dieser Tabelle die Wärmekapazität von Wasser in einem 20.000 Liter Tank bei 90°C errechent...

Temp.(°C) p(bar) Hfl.(kJ/kg) DeltaHV(kJ/kg)
=============================================
0 0,0061 0,00 2500,5
5 0,0087 21,05 2488,6
10 0,0123 42,03 2476,9
15 0,0170 62,96 2465,1
20 0,0234 83,86 2453,4
25 0,0317 104,74 2441,7
30 0,0424 125,61 2429,9
40 0,0737 167,34 2406,2
50 0,1233 209,11 2382,2
60 0,1992 250,91 2357,9
70 0,3116 292,78 2333,1
80 0,4736 334,72 2307,8
90 0,7011 376,75 2268,8
100 1,0132 418,88 2255,5
110 1,4326 461,13 2228,5
120 1,9853 503,5 2200,7
140 3,614 588,9 2142,9
160 6,180 675,2 2081,3
180 10,027 762,7 2014,9
200 15,551 851,8 1941,9
220 23,201 943,0 1860,4
240 33,48 1036,9 1768,2
260 46,94 1134,3 1663,1
280 64,19 1236,1 1542,5
300 85,92 1344,2 1403,6
320 112,90 1461,3 1241,3
340 146,08 1593,5 1026,7
350 165,37 1670,3 892,2
360 186,74 1762,2 720,9
365 198,30 1817,9 608,0
370 210,52 1893,7 446,2
372 215,62 1938,1 349,0
373 218,22 1972,0 280,4
374 220,86 2043,2 144,4
374,15 221,29 2099,7 0
---------------------------------------------

http://www.wissenschaft-technik-ethik.de/wasser_eigenschaften.html

(75,366 J·mol-1·K-1 entsprechend 4,18 kJ·kg-1·K-1)

Wikipedia: Wasser

Also 1kg wasser, bei 90°C, hat demnach 376750 Joule gespeichert das wären dann 376750 J / 3600000= 0,104KW/kg

In einem 20000 Liter Tank wären dann 0,104*20000=2080KW gespeichert

Jetzt bin ich bei der Wärmekapazität der Luft...

Spezifische Wärmekapazität:

cp = 1,005 kJ/(kg·K) = 0,279 kWh/(Tonne·K) (isobar)
cv = 0,718 kJ/(kg·K) = 0,199 kWh/(Tonne·K) (isochor)

Wikipedia: Luft

Hauptbestandteil Stickstoff...

Spezifische Wärmekapazität: 1040 J/(kg · K) bei 298 K (25°C)

Wikipedia: Stickstoff

Luft Kapazität...

isobar=1005J/3600000=2,7916666666666666666666666666667e-4 KW/kg * 1000kg = 0,279kw/tonne

isochor=718J/3600000=1,9944444444444444444444444444444e-4 KW/kg *1000kg=
0,199kw/tonne

Stickstoff Kapazität...

1040J/3600000=2,8888888888888888888888888888889e-4 KW/kg * 1000kg= 0,288KW/Tonne bei 298 Kelvin (25°C)

So jetzt zu einem 20m² raum mit 2,5 metern höhe...

20m²*2,5m=50m³

Luftdichte

Unter Normalbedingungen ist die Luftdichte gleich 1,293 kg/m3.
Wikipedia: Luft

also in den raum passen 50m³ luft, in dieser luft wären nach den rechnungen, falls sie stimmen, 1,293kg*50m³=64,65kg luft enthalten...

0,28kw/t / 1000 * 64,65kg=0,018102KW mit einer kapazität von 0,018103KW bei ~25°C

wenns stimmt???

dieser 20m² raum hat eine fenster fläche von 6m² mit einfach verglasung, welche ich mit einem U-Wert von 5,0 berechnet habe...

Wikipedia: Wärmedurchgangskoeffizient

U-werte...
http://www.baumarkt.de/nxs/913///baumarkt/schablone1/Waermeschutz-Berechnung-und-U-Wert-fuer-den-Bauherrn-verstaendlich-gemacht

Dann habe ich anhand der monatsmittel temperaturen, den verlust dieser fenster fläche anhand des u wertes berechnet...

jan ~0°C/20°C raumtemp. = 1KW/10m² = 1*24*30=720KW/Monat

feb ~0°C/20°C raumtemp. = 1KW/10m² = 1*24*30=720KW/Monat

mär ~3°C/20°C raumtemp. = 0,85KW/10m² = 1*24*30=612KW/Monat

apr ~7,5°C/20°C raumtemp. = 0,625KW/10m² = 1*24*30=450KW/Monat

mai ~12,5°C/20°C raumtemp. = 0,375KW/10m² = 1*24*30=270KW/Monat

jun ~16°C/20°C raumtemp. = 0,2KW/10m² = 1*24*30=144KW/Monat

jul ~17°C/20°C raumtemp. = 0,15KW/10m² = 1*24*30=108KW/Monat

aug ~16,5°C/20°C raumtemp. = 0,175KW/10m² = 1*24*30=126KW/Monat

sep ~13°C/20°C raumtemp. = 0,35KW/10m² = 1*24*30=252KW/Monat

okt ~8,5°C/20°C raumtemp. = 0,575KW/10m² = 1*24*30=414KW/Monat

nov ~3,5°C/20°C raumtemp. = 0,825KW/10m² = 1*24*30=594KW/Monat

dez ~0°C/20°C raumtemp. = 1KW/10m² = 1*24*30=720KW/Monat

2009/ 10m² einglas fenster/u-wert 5,0 = ~5130KW/jahr verlust...

Das dann auf die 6m² fensterfläche umgerechnet 5130/10*6=3078KW/Jahr verlust...

Nach einer beispiel rechnung von einem isolations hersteller sollte diese rechnung zumindest stimmen...

25m² einfach verglasung mit einem U-Wert von 5,0 verbrauchen ca. 8400KWh im jahr

Seite: 32

http://www.isover.com/var/isover_com/storage/original/application/2fadb402555e3067637caf4502b3ead2.pdf (Archiv-Version vom 07.03.2010)




JETZT KOMMT MEINE FRAGE...

In dem 50m³ raum sind in der luft 0,018KW/h gespeichert aber das fenster verbraucht 1KW/h wie soll das funktionieren????


jetzt werdet ihr mir mit der strahlungswärme kommen....

also aus der luft kann sie ja schonmal nicht kommen wenn die rechnung stimmt...

dann würden noch die wände bleiben die ihre gespeicherte energie durch das fenster abstrahlen???

aber wozu dann doppelverglasung oder dreifach verglasung, wenn es sowieso nur strahlung ist???

das hat mich bei meinen rechnungen ein wenig verwudert????

kann mir das jemand erklären???

Nachtrag:

Und wie ihr mich nicht anders kennt werde ich einen einfachen experimentellen nachweis erbringen...

Zu der Verlust Leistung eines einfach verglasten fensters...

und zwar ich bau mir ne styropor box, hab ich hier, dann mess ich das volumen dieser box aus und steche dann ein stab thermometer hindurch, diese box befestige ich dann 1std an der aussenseite des fensters und notiere mir die temperaturen

so kann ich dann auf einfachste art die reale verlust leistung bestimmen

dann werde ich mir noch so eine energie spar folie besorgen und wiederhole den test, womit einsparungen von 40% möglich sein sollen

nebenbei teste ich mal ein modernes isolier glas fenster um einen vergleich zu haben, welches ich dann danach auch nochmal mit einer energie spar folie bekleben werde...

Die Wärmekapazität gibt dir an wieviel Wärme("thermische Energie") ein Körper bei einer gegebenen Temperaturerhöhung speichern kann. Sie wird in J/K=W*s/K angegeben, nicht W/s! D.h. mit der Wärmekapazität deines Lufthaufens hast du keinerlei Informationen darüber wieviel Energie dort gespeichert ist.

Watt ist eine Einheit der Leistung(Energie pro Zeit). W/s wäre Energie pro Zeit^2, also die Veränderung der Leistung über die Zeit. Das meinst du aber nicht.

Diese Verwirrung ist völlig verständlich bei Angaben wie "8400 kWh pro Jahr". Dort steckt dreimal(!) die Zeit drin. [(J*(1/s)*h*1/Jahr)]