Klimaanlage berechnen: Kühlleistung in kW

Klimaanlage berechnen: Wie viel kW braucht ein Raum?

Wer eine Klimaanlage berechnen will, sucht die Kühlleistung, die einem Raum pro Stunde Wärme entzieht. In Europa steht sie in kW, in den USA in BTU pro Stunde. Die Rechnung hat drei Schritte. Zunächst ermitteln Sie einen Grundwert aus der Fläche. Danach ergänzen Sie Sonne, Personen, Küche und Geräte. Schließlich wählen Sie eine gängige Gerätegröße, die das Ergebnis abdeckt.

Der Rechner folgt der Methode von ENERGY STAR, dem Effizienzprogramm der US Regierung. Die kanadische Behörde NRCan nennt dieselben Korrekturen. Im Ergebnis sehen Sie:

• die nötige Kühlleistung in kW, BTU/h und Kältetonnen,
• die passende Gerätegröße mit Reserve,
• den Anteil jedes Faktors und die Stromkosten pro Monat.

Für ein 20 m² Zimmer mit Sonne, drei Personen und etwas Technik ergibt das zum Beispiel 2,39 kW. Andere Einheiten rechnet der Einheiten Umrechner um. Die ganze Rechnung läuft im Browser.

Wie viel Kühlleistung pro Quadratmeter ist realistisch?

Einen festen Wert gibt es nicht, denn die ENERGY STAR Tabelle verläuft nicht linear. Kleine Räume brauchen pro Quadratmeter mehr Leistung als große. So verlangt der Bereich von 13,9 bis 23,2 m² 6.000 BTU/h, also 1,76 kW; in der Mitte sind das rund 95 W pro m². Der Bereich von 41,8 bis 51,1 m² braucht 3,52 kW, etwa 76 W pro m².

Größere Räume liegen noch niedriger. Zwischen 65 und 93 m² sind es rund 67 W pro m². Eine starre Faustformel überschätzt deshalb große Räume und unterschätzt kleine. Die vollständige Tabelle mit m², ft², BTU/h und kW finden Sie auf dieser Seite.

Die Tabelle setzt zudem zwei Personen voraus und kennt keine Korrektur für die Deckenhöhe. Deshalb nutzt der Rechner sie als Grundwert und ergänzt die übrigen Faktoren. Wie stark sich zwei Räume unterscheiden, zeigt Ihnen der Prozentrechner in Prozent.

Wie stark verändern Sonne, Personen und Küche das Ergebnis?

ENERGY STAR nennt vier Korrekturen, und NRCan verwendet dieselben:

• Liegt der Raum stark im Schatten, senken Sie die Leistung um 10 %.
• Ist der Raum sehr sonnig, erhöhen Sie sie um 10 %.
• Nutzen regelmäßig mehr als zwei Personen den Raum, kommen je weitere Person 600 BTU/h dazu.
• Kühlt das Gerät eine Küche, kommen 4.000 BTU/h dazu.

Im Beispiel startet ein 20 m² Zimmer bei 6.000 BTU/h. Die Sonne erhöht den Wert um 10 %, die dritte Person bringt weitere 600 BTU/h. Die Küche ist allerdings die größte einzelne Korrektur. Ein sonniger 25 m² Wohnraum braucht ohne Küche 7.700 BTU/h, mit offener Küche dagegen 11.700 BTU/h.

Das entspricht meist einer Gerätegröße mehr. Die Aufteilung im Ergebnis zeigt, wie viel jeder Faktor beiträgt; so sehen Sie sofort, was den Wert nach oben treibt.

Warum liefern Faustformeln so unterschiedliche Werte?

Viele Ratgeber nutzen eine eigene Faustformel. Für dasselbe 20 m² Zimmer mit 2,6 m Deckenhöhe ergeben sich ohne Korrekturen diese Grundwerte:

• NRCan, 200 BTU/h pro m²: 4.000 BTU/h, also 1,17 kW.
• 25 BTU/h pro ft²: rund 5.380 BTU/h, also 1,58 kW.
• ENERGY STAR Tabelle: 6.000 BTU/h, also 1,76 kW.
• 30 bis 40 W pro m³: rund 1,56 bis 2,08 kW.

Die Volumenformel ist in deutschen Ratgebern verbreitet, berücksichtigt aber weder Sonne noch Personen oder Geräte. Keine dieser Regeln ist falsch, doch sie beantworten leicht unterschiedliche Fragen. Deshalb ist ein amtlicher Grundwert mit offen ausgewiesenen Korrekturen leichter nachzuprüfen. Der Rechner zeigt alle Regeln in der Tabelle unter dem Ergebnis nebeneinander.

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Klimaanlage berechnen bei hohen Decken und vielen Geräten: Was ändert sich?

Die ENERGY STAR Tabelle arbeitet mit der Fläche und kennt keine Korrektur für die Decke. Ein Raum mit 3 m Deckenhöhe hat jedoch 20 % mehr Luftvolumen als einer mit 2,5 m. Deshalb skalieren wir den Grundwert über 2,5 m mit Deckenhöhe ÷ 2,5 und weisen das offen als unsere Ergänzung aus. Bei 2,6 m beträgt der Faktor zum Beispiel 1,04.

Geräte wandeln ihre Stromaufnahme im Raum ebenfalls in Wärme um. Die Physik ist einfach: 1 Watt entspricht 3,412142 BTU pro Stunde. Zwei Beispiele:

• Ein Gerät mit 200 W bringt 682 BTU/h, also 0,2 kW.
• Ein Arbeitsplatz mit 1.000 W bringt 3.412 BTU/h, also 1 kW.

Lesen Sie die Leistung vom Typenschild ab und tragen Sie nur Geräte ein, die während der Kühlung laufen. Der Standby Verbrauch fällt dagegen kaum ins Gewicht. Im Homeoffice oder Serverraum kann dieser Posten allerdings größer werden als der Zuschlag für Personen.

Warum ist ein zu großes Klimagerät keine gute Wahl?

Ein zu großes Gerät kühlt schnell, schaltet aber ab, bevor es genug Feuchtigkeit entzogen hat. ENERGY STAR und NRCan warnen gleichermaßen: Der Raum wird kühl, bleibt aber feucht und klamm. Häufiges Ein und Ausschalten belastet außerdem den Verdichter und senkt die Effizienz.

Deshalb folgt der Rechner der Rundungsregel von ENERGY STAR. Er rundet die Summe auf volle Tausend ab und wählt dann die kleinste gängige Größe, die diesen Wert abdeckt. Übersteigt die Reserve 20 %, erscheint ein Hinweis. Ein Bedarf von 10.200 BTU/h führt zum Beispiel zu einem 3,5 kW Gerät mit 17 % Reserve; das ist vertretbar.

Liegen Sie zwischen zwei Größen, bietet ein Inverter Gerät mehr Spielraum, weil es seine Leistung drosseln kann. Die Nennleistungen der Hersteller unterscheiden sich zudem leicht, etwa 3,5 oder 4,2 kW. Prüfen Sie daher vor dem Kauf den Katalog.

Was kostet der Betrieb einer Klimaanlage pro Monat?

Kühlleistung und Stromaufnahme sind zwei verschiedene Größen. Eine Kühlleistung von 3,43 kW beschreibt die Wärme, die das Gerät abführt; die Stromaufnahme ist um ein Vielfaches kleiner. Das Verhältnis liefert der SEER Wert auf dem Energielabel. Er setzt die Kühlleistung einer Saison ins Verhältnis zum Stromverbrauch.

Der Rechner nutzt daher diese Näherung: mittlere Stromaufnahme = nötige Kühlleistung ÷ SEER. Im Beispiel ergeben 3,43 kW ÷ 6,1 rund 0,562 kW. Bei 8 Stunden täglich an 30 Tagen sind das 134,9 kWh im Monat. Mit 0,35 € pro kWh kostet das rund 47,22 €.

Die Verordnung (EU) Nr. 626/2011 legt die Klassen auf dem Energielabel fest: A+++ ab einem SEER von 8,50, A++ ab 6,10 und A+ ab 5,60. Der Rechner zeigt die Klasse zu Ihrem Wert an. Amerikanische Etiketten nennen SEER2 oder CEER dagegen in BTU/Wh, einer etwa 3,41 Mal so großen Zahl; wählen Sie dafür die US Skala. Der echte Verbrauch hängt allerdings von Außentemperatur, Solltemperatur und Dämmung ab; lesen Sie das Ergebnis also als Schätzung.

BTU, kW und Kältetonne: Wie rechnen Sie um?

Eine BTU pro Stunde entspricht 0,29307107 Watt; 1.000 BTU/h sind also rund 0,293 kW. Eine Kältetonne sind 12.000 BTU/h oder etwa 3,52 kW. Der Begriff stammt aus den USA und beschreibt die Wärme, die eine US Tonne Eis (rund 907 kg) in 24 Stunden schmilzt. Ein Gerät mit 9000 BTU leistet demnach etwa 2,64 kW.

Gängige Größen lassen sich so umrechnen:

• 7.000 BTU/h: 2,05 kW.
• 9.000 BTU/h: 2,64 kW.
• 12.000 BTU/h: 3,52 kW.
• 18.000 BTU/h: 5,28 kW.
• 24.000 BTU/h: 7,03 kW.

Alle Werte beschreiben die Kühlleistung, nicht die Stromaufnahme. Europäische Datenblätter nennen meist kW, Verpackungen aus den USA dagegen BTU/h. Für weitere Einheiten nutzen Sie den Einheiten Umrechner.