Berücksichtigung von Wandverlusten am Beispiel eines Glühofens
Wandverluste hängen mit der Außenwandtemperatur, der Oberfläche des Glühofens und dem Anstrich zusammen. Die Wärme wird durch Strahlung und Konvektion an die Umgebung abgegeben.
Wärmeverluste steigen in Richtung höherer Temperaturen exponentiell an. Es ist daher auf eine ausreichende und vor allem unbeschädigte Isolierung zu achten.
Die Wandverluste an einem Ofen berechnen sich wie folgt:
Wandverlust: Qw = F * αw * (tw - tu) [W/m2]
F = Ofenoberfläche in m2
tw = Ofenwandtemperatur in °C
tu = Umgebungstemperatur in °C
Tabelle 1 gibt Auskunft über die Werte für die Wärmeübergangszahl w In W/m² °C für verschiedene Temperaturen. Die Werte gelten nur für natürliche Konvektion der Umgebungsluft.
| tw [°C] | αw1 | αw2 | αw3 | αw4 |
| 20 | 8,23 | 7,07 | 10,56 | 9,4 |
| 40 | 9,37 | 7,86 | 11,7 | 10,19 |
| 60 | 10,51 | 8,65 | 12,84 | 10,98 |
| 80 | 11,65 | 9,44 | 13,98 | 11,77 |
| 100 | 12,76 | 10,23 | 15,12 | 12,56 |
| 120 | 13,93 | 11,02 | 16,26 | 13,35 |
| 140 | 15,07 | 11,16 | 17,4 | 14,14 |
In der Tabelle gilt:
αw1 für senkrecht gemauerte und eiserne Wände (Strahlungszahl ε = 0,8).
αw2 für senkrechte Wände, die mit Aluminiumfarbe gestrichen sind (ε = 0,5 ).
αw3 wie αw1 , jedoch für waagrechte Wände.
αw4 wie αw2 , jedoch für waagrechte Wände.
Beispielhaft hat eine französische Stahlgießerei die durch Wandverluste verursachte Abwärme nutzbar gemacht. Dort wird die Abwärme durch Wandverluste zusammen mit der Abwärme genutzt, die durch die Luftabkühlung der wärmebehandelten Gussstücke entsteht.
Die aufsteigende warme Luft wird in einem unten offenen, isolierten Hochbehälter aufgefangen. Von dort aus gelangt die Luft in ein Leitungsnetz, aus dem sie in der Putzerei durch Diffusoren zur Raumheizung wieder abgegeben wird.
Die Wärmeleistung dieser Anlage liegt in der Größenordnung von 4.200 MJ/h und ermöglicht eine jährliche Einsparung von etwa 200 Tonnen Heizöl.