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Wärmeübertragung

Was ist Wärmeübertragung?

Wärmeübertragung – auch thermische Übertragung genannt – ist ein Phänomen, bei dem Energie in Form von Wärme von einer Oberfläche oder einem Medium auf ein anderes übertragen wird. Dieses Phänomen tritt auf, wenn diese Oberflächen oder Umgebungen unterschiedliche Temperaturen haben, und setzt sich solange fort, bis beide die gleiche Temperatur erreicht haben.

Ein Wärmeübertragungsprozess hat mehrere Merkmale. Zunächst handelt es sich um einen Prozess, der durch den Einsatz von Isoliermaterialien verlangsamt, aber nicht gestoppt werden kann. Dies beruht auf einem in der gesamten Natur vorkommenden Prinzip, wonach bei Druck- und Temperaturunterschieden (zwei Seiten derselben Medaille) ein Fluss von einem Punkt zum anderen stattfindet, bis ein Gleichgewicht erreicht ist.

Wie findet die Wärmeübertragung statt?

Die Wärmeübertragung kann durch verschiedene Phänomene erfolgen. Insbesondere lassen sich die folgenden Formen der Wärmeübertragung unterscheiden:

  • Konduktion: ein Prozess, bei dem die Wärmeübertragung zwischen zwei miteinander in Kontakt stehenden Punkten stattfindet. Sie müssen natürlich unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Diese Art der Temperaturübertragung ist in hohem Maße von den interagierenden Materialien abhängig. Kunststoffe und andere Materialien sind isolierend, während Metalle die Wärme gut leiten. Ein Beispiel wäre eine Pfanne auf einem Cerankochfeld, die sich bei Berührung erwärmt.
  • Konvektion: Der Prozess der Temperaturübertragung durch Konvektion findet statt, wenn eine Zirkulation innerhalb eines Stoffes stattfindet und sich die Wärme innerhalb des Stoffes verteilt. Diese Zirkulation findet hauptsächlich aufgrund der unterschiedlichen Dichte der Materie statt. Diese Art der Übertragung findet z. B. in einem Heißluftballon statt, der bei Erwärmung der Luft aufsteigt und bei Abkühlung sinkt.
  • Strahlung: Bei dieser Art der Übertragung hat ein Körper eine höhere Temperatur als ein anderer und es findet ein Wärmeaustausch zwischen ihnen statt, und zwar von dem heißeren zu dem kälteren Körper. Diese Art der Übertragung findet z. B. bei einem Heizkörper statt, der Wärme an die Umgebung abgibt.

Faktoren zur Steuerung der Wärmeübertragung

Es gibt mehrere Faktoren, die sich auf die Steuerung der Wärmeübertragung auswirken. Wie bereits erwähnt, kann die Übertragung aufgrund der natürlichen Trägheit nicht verlangsamt werden, die immer dann auftritt, wenn zwei Punkte mit unterschiedlichen Temperaturen vorhanden sind. Es gibt jedoch mehrere Faktoren, die diesen Vorgang abschwächen und steuern können.

1.- Materialien
Die Eigenschaften der am Wärmeaustauschprozess beteiligten Materialien sind ein entscheidender Faktor. Es kann Materialien geben, die Licht reflektieren oder Wärme schlecht absorbieren, um die Auswirkungen zu mildern.

2.- Art der Isolierung und Konstruktion
Insbesondere in Konstruktionen wie Häusern und Gebäuden sowie in isolierten Räumen können Fugen und Risse zu einem unkontrollierten Wärmeübergang führen.

3.- Ausrichtung eines Raumes:
Die Ausrichtung eines Raumes bestimmt auch die Menge an Licht und Wärme, die er im Laufe des Tages erhält.

4.- Externe Bedingungen:
Temperatur, Wind oder Luftfeuchtigkeit sind entscheidende Faktoren bei der Temperaturübertragung.

5.- Höhe:
Auch dies ist ein wesentlicher Faktor bei der Wärmeübertragung, da der Luftdruck mit zunehmender Höhe abnimmt.

6.- Belüftung:
Die Luftströme in einem bestimmten Raum sind ein weiterer zu berücksichtigender Faktor.