Was bedeutet Konvektionsfrei?

Konvektion ist das mitführen durch ein strömendes Fluid. Mitgeführt werden können gelöste Stoffe oder physikalische Größen wie Impulse oder thermische Energie, also Wärme.

Die Strömung kann z.B. durch Pumpen oder Ventilatoren erzwungen sein oder durch thermodynamische Ungleichgewichte entstehen.

Insbesondere sind Temperaturunterschiede Ursache von Strömung bzw. Konvektion (thermische Konvektion).

Betrachten wir einen Raum als Gefäß, so ist die Luft das Trägermedium für Wärmeenergie. Laut dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik kann Energie nur vom hohen zum niedrigen Niveau strömen.

Bildet sich eine Temperaturdifferenz zwischen zwei Bereichen in einem Raum, so wird Konvektion entstehen.

Die Direktkondensation wird ohne jeden Regeleingriff eine Temperaturdifferenzierung sicher ausregeln. Dieser Vorgang muß stattfinden, da die Physik das so vorsieht. Die gleichmäßige Wärmeverteilung wird unmittelbar nach dem Start der Wärmepumpe beginnen  und sich nach kurzer Einschwingzeit voll einstellen. Es wird schließlich, nach einer gewissen Laufzeit der Anlage ein Gleichgewicht entstehen welches keine Konvektion zuläßt.

Wie ist das nun zu beweisen?

Wir haben alle in der Schule gelernt, dass warme Luft immer nach oben steigt, denn sie hat eine geringere Dichte als kalte Luft und ist somit leichter.

Bei einer herkömmlichen Heizkörperheizung wird ca. 70 % der Wärme durch Konvektion übertragen und ca. 30 % durch Wärmestrahlung. Ist eine solche Heizung in Betrieb, wird man bei einer Raumtemperatur von 22 ° C  in ca. 1,5 m Höhe, unter der Decke eine Lufttemperatur von 24 ° C messen und unmittelbar über dem Boden ca. 20  °C. Es muss  Konvektion vorhanden sein.

Bei einer herkömmlichen Fußbodenheizung mit Wasser als Wärmeträger wird man bei gleicher mittlerer Raumtemperatur unter der Decke ca. 23 °C messen und am Boden 21 °C. Der Anteil der Konvektion liegt hier bei ca. 25 – 35 % und der Anteil an Strahlungswärme bei ca. 65 – 75 %. Auch hier muss Konvektion vorhanden sein. In allen Betrachtungen werden Luftströme durch Lüftung oder Geräte ausgeschlossen.

Bei einer ACALOR-Direktwärmepumpe kann die Konvektionsfreiheit bewiesen werden indem man die Lufttemperatur unter der Decke mit der Temperatur über dem Boden vergleicht. Auch bei sehr hohen Räumen wird sich eine Differenz von nur 0,1 – 0,2 ° C ergeben. Es wird also keine Konvektion stattfinden.

Wie ist das zu erklären?

Konvektion benötigt einen Antrieb. Der Antrieb ist die Temperaturdifferenz zwischen Körpern oder Medien. Ohne Temperaturdifferenz kann keine Wärme vom hohen zum niedrigen Niveau strömen.

Konvektionsfreiheit kann man auch in  der Natur beobachten. An einem kühlen Morgen im Spätsommer ist es möglich Dunst oder Nebel zu beobachten der über Wiesen und Gräben liegt. Dieser Nebel scheint sich nicht zu bewegen und liegt völlig still in der Landschaft. Kein Wind weht. Das alles kann man nur beobachten solange die Sonnen noch nicht aufgegangen ist. Sobald dies geschieht, erwärmt sie die Umgebung, unterschiedliche Materialien nehmen die Wärme unterschiedlich stark auf. Steine erwärmen sich z.B. schneller als nasses Gras. Nen entstehet Temperaturunterschiede und damit auch der Antrieb für die Konvektion. Man kann beobachten wie der Nebel aufsteigt, er wird durch erwärmte Luft nach oben transportiert.

Bei einer Direktkondensationswärmepumpe nach dem ACALOR-Prinzip werden die Temperaturunterschiede durch die Interaktion mit dem Raum sicher ausgeregelt. Alle Wände, alle Möbel und die Decke haben dieselbe Temperatur. Wird ein Bereich kühler, so wird dieser Bereich mit viel Energie sofort wieder aufgewärmt.

Der Antrieb für die Konvektion wird sicher ausgeschaltet. Die thermische Behaglichkeit ist sehr hoch.

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