Kältetonne-in-kW-Umrechner

kW = RT × 3,5168528, aus 1 RT = 12.000 BTU_IT/h und 1 BTU_IT = 1.055,05585262 J

RT

Die Kältetonne (refrigeration ton), die Einheit, von der diese Seite ausgeht und die die meisten Missverständnisse verursacht. Sie ist eine Leistung und keine Masse: Sie gibt an, wie viel Wärme pro Zeiteinheit abgeführt werden muss, um eine US-Tonne Wasser bei 0 °C in 24 Stunden zu gefrieren — die US-Tonne (short ton) sind dabei 2.000 Pfund, also rund 907 Kilogramm. Auf dieser Seite wird nichts in Pfund oder Kilogramm gemessen. Wer hier eine Gewichtsumrechnung erwartet, ist bei den Masse-Seiten richtig

12.000

Die Anzahl der BTU pro Stunde in einer Kältetonne, und das ist eine Definition und keine Umrechnung. Sie folgt aus der ursprünglichen Rechnung: Ein Pfund Eis zu schmelzen kostet etwa 144 BTU, 2.000 Pfund also 288.000 BTU, und über 24 Stunden verteilt sind das genau 12.000 BTU pro Stunde. Deshalb steht in der Definition die 12.000 und keine runde metrische Zahl — die Einheit ist amerikanischen Ursprungs und hat sich gehalten, weil die Klimatechnik in diesem Markt groß geworden ist

3,5168528

Dieselbe Kältetonne in Kilowatt: 12.000 BTU pro Stunde, über Joule gerechnet, 12.000 × 1.055,05585262 / 3.600 = 3.516,8528 W. Der Wert ist periodisch, jede veröffentlichte Angabe ist also eine gerundete Fassung davon — 3,517 und 3,52 sind dasselbe Ergebnis, nur gröber geschrieben, und erst die vierte Nachkommastelle unterscheidet sie. Deshalb liefert diese Seite vier Nachkommastellen

EER

Das Energy Efficiency Ratio, und der Grund, warum diese Seite so nachdrücklich sagt, welche Leistung sie ausgibt. Kühlleistung geteilt durch EER ergibt die elektrische Aufnahmeleistung: Ein Gerät mit einer Kältetonne und einem EER von 11,5 zieht etwa 1,04 kW aus der Steckdose, denn 12.000 / 11,5 = 1.043 W. Je höher der EER, desto weniger Strom kauft dieselbe Kühlung; eine Wärmepumpe mit einer Leistungszahl (COP) meint dasselbe ohne den Einheitenwechsel. Die Seite fragt den EER nicht ab, weil die Umrechnung ihn nicht braucht — aber jede Leistungsangabe hier ist Kühlleistung und nie Verbrauch

Btu_IT

Die British thermal unit nach der International Table, 1.055,05585262 Joule, und die Definition, mit der diese Seite arbeitet. Es gibt eine zweite, die thermochemische BTU mit 1.054,350 Joule; die beiden unterscheiden sich um etwa 0,07 Prozent — weit unterhalb der Toleranz jeder praktisch genannten Leistungsangabe, aber es sind nicht dieselbe Zahl, und sie zu vermischen ist ein echter, wenn auch kleiner Fehler. Kälteleistungen werden üblicherweise nach der International Table angegeben

Nutzen Sie diesen Rechner, wenn eine Kühlleistung in einer Einheit ankommt, die sich mit nichts anderem vergleichen lässt: ein amerikanisches Datenblatt in BTU pro Stunde, ein Typenschild eines Kaltwassersatzes in Kältetonnen, eine europäische Angabe in Kilowatt. Es ist immer dieselbe Größe, und weil hier Definitionen ineinander umgerechnet werden und nicht Messwerte, ist nichts daran näherungsweise — eine Kältetonne sind per Konstruktion 3,5168528 kW. Der Rechner ist außerdem der Schritt vor der elektrischen Frage: Wer aus der Kühlleistung den Strom berechnen will, den das Gerät aufnimmt, geht danach zum Watt-in-Ampere-Rechner — dieser Strom entscheidet über Kabel und Absicherung.

1. Die Definitionszeile: eine Kältetonne

   1. Eine Kältetonne sind per Definition 12.000 BTU pro Stunde
   2. In Joule pro Stunde umrechnen: 12.000 × 1.055,05585262 = 12.660.670,23 J/h
   3. Durch 3.600 teilen ergibt Joule pro Sekunde, also Watt: 12.660.670,23 / 3.600 = 3.516,8528 W
   4. Durch 1.000 geteilt sind das 3,5169 kW

   Die beiden mittleren Zeilen der Ergebnisanzeige sind hier beide interessant, und keine von ihnen ist ein Rundungsartefakt. Die Zeile mit 12.000 BTU pro Stunde ist die Definition selbst, unverändert — die Kältetonne wurde so festgelegt, und jede andere Zahl auf dieser Seite leitet sich daraus ab. Die Zeile mit 3,5169 kW ist dieselbe Zahl in metrischem Gewand, und sie ist es, die ein internationaler Leser zitiert. Wenn ein Datenblatt 3,52 kW nennt und diese Seite 3,5169 ausgibt, sind sie sich einig: Das Datenblatt hat gerundet.

2. Eine Klimaanlage mit drei Kältetonnen, die häufigste Größe in nordamerikanischen Haushalten

   1. Drei Kältetonnen sind 3 × 12.000 = 36.000 BTU pro Stunde
   2. Durch 3.412,1416 BTU pro Stunde je kW teilen: 36.000 / 3.412,1416 = 10,5506 kW
   3. Oder den Wert für eine Tonne nehmen und multiplizieren: 3 × 3,5168528 = 10,5506 kW
   4. Als elektrische Last bei EER 11,5 sind das 36.000 / 11,5 = 3.130 W, also rund 3,1 kW

   Lesen Sie den letzten Schritt gegen den ersten, denn genau diese Lücke ist der Punkt der Seite. Das Gerät wird als drei Kältetonnen verkauft und liefert 10,55 kW Kühlleistung; aus der Steckdose zieht es rund 3,1 kW — ein Drittel davon, weil eine Wärmepumpe Wärme verschiebt statt sie zu erzeugen. Wer die Leitung nach der Kühlleistung dimensioniert, verbaut Kabel und Absicherung dreimal so groß wie nötig; wer die elektrische Zahl für die Leistung hält, legt die Klimaanlage zu klein aus. Die Tabelle unten listet die Größen zwischen einer halben und hundert Kältetonnen auf, sodass sich ein Typenschildwert direkt darin wiederfinden lässt.

3. Eineinhalb Kältetonnen — die Größe, die nordamerikanische Haushalte tatsächlich bekommen

   1. Eineinhalb Kältetonnen sind 1,5 × 12.000 = 18.000 BTU pro Stunde
   2. Den Kilowattwert für eine Tonne multiplizieren: 1,5 × 3,5168528 = 5,2753 kW
   3. Gegenprobe: 5,2753 kW × 3.412,1416 / 12.000 = 1,5000 Tonnen
   4. Als Last bei EER 11,5 sind das 18.000 / 11,5 = 1.565 W

   Halbe Kältetonnen sind die praktische Auflösung dieses Marktes, deshalb führt die Tabelle unten 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2 und 3, bevor sie springt. Wenn Ihre Angabe von einem metrischen Typenschild kommt, stellen Sie die Einheit auf kW um und tippen Sie die Zahl vom Etikett ein: 2,5 kW direkt eingegeben ergeben 0,7109 Kältetonnen — das ist der Quotient 2.500 / 3.516,8528 und keine eigene Rechnung. Genau dafür gibt es die Einheitenauswahl, und die Basiseinheit der Eingabe entscheidet nur darüber, womit das Feld öffnet.

4. Ein Kaltwassersatz mit hundert Kältetonnen, in metrischer Einheit vom Typenschild abgelesen

   1. Hundert Kältetonnen sind 100 × 12.000 = 1.200.000 BTU pro Stunde
   2. In Kilowatt: 100 × 3,5168528 = 351,6853 kW
   3. Oder aus dem BTU-Wert: 1.200.000 / 3.412,1416 = 351,6853 kW
   4. Eingegeben wurden 351,6853 kW bei auf kW gestellter Einheitenauswahl; die Seite hat den Wert zusätzlich in Kältetonnen ausgewiesen

   In dieser Größenordnung steht die Kältetonne auf dem Auswahlblatt und das Kilowatt in der Ausschreibung, und eine Kaltwasserzentrale ist der Ort, an dem die beiden am häufigsten aufeinandertreffen. An der Arithmetik ändert sich an keinem Ende der Skala etwas, was man wissen sollte, weil die Faktoren leicht falsch erinnert werden: 3,517 statt 3,5 sind 0,5 Prozent Fehler, und bei einer Maschine mit 350 kW ist das eine Megawattstunde Kühlung im Monat, die niemand eingeplant hat. Diese Seite rechnet jedes Mal aus den Definitionen neu, statt einen erinnerten Faktor anzuwenden.

Die Seite rechnet eine Kühlleistung um und nichts weiter. Sie dimensioniert kein Gerät für einen Raum, denn die Kühllast hängt von Fläche, Deckenhöhe, Verglasung, Ausrichtung, Dämmung, lokalem Klima und der Personenzahl ab — nichts davon ist hier eine Eingabe: Eine Faustregel wie 100 bis 150 W pro Quadratmeter wird nicht angewendet und lässt sich aus dieser Seite nicht ablesen. Leistungsangaben sind Nennwerte bei Normbedingungen, und ein Gerät liefert weniger als seinen Nennwert, sobald die Außentemperatur deutlich darüber steigt. Die Tonne ist hier ausschließlich die Kältetonne; die US-Tonne, die long ton und die metrische Tonne sind Massen und gehören in die Masse-Tabellen. Verwendet wird die BTU der International Table, die thermochemische BTU weicht um etwa 0,07 Prozent davon ab. Die Kältetonne ist eine US-amerikanische Einheit, die in Nordamerika gewachsene Klimatechnik verwendet sie bis heute; in Deutschland wird eine Kühlleistung in Kilowatt angegeben, und deutsche Regelwerke zur Auslegung von Kälteanlagen bildet diese Seite nicht ab — sie rechnet nur um.

Ist eine Kältetonne eine Gewichtseinheit?

Nein. Sie ist eine Leistungseinheit, und der Name ist ein Überbleibsel ihrer ursprünglichen Definition: die Wärmeleistung, die nötig ist, um eine US-Tonne Wasser bei 0 °C in 24 Stunden zu gefrieren. Das Gewicht steckt in der Definition, nicht in der Antwort. Eine Kältetonne sind 12.000 BTU pro Stunde, also 3,5168528 kW; die eigentlichen Gewichte — US-Tonne, long ton und metrische Tonne — behandeln die Masse-Umrechnungsseiten.

Warum sind es genau 12.000 BTU pro Stunde?

Weil die Einheit aus dem Eis gebaut wurde. Ein Pfund Eis zu schmelzen kostet etwa 144 BTU Schmelzwärme, 2.000 Pfund also 2.000 × 144 = 288.000 BTU, und über 24 Stunden verteilt ergibt das 288.000 / 24 = 12.000 BTU pro Stunde. Die Rechnung ist absichtlich rund in BTU pro Tag, deshalb ist die metrische Zahl, in die sie mündet, überhaupt nicht rund. Jede andere Zahl auf dieser Seite stammt von dieser einen ab.

Ist das der Strom, den die Klimaanlage verbraucht?

Nein, und genau diesen Fehler soll die Seite verhindern. Was Sie eingeben und was Sie zurückbekommen, ist die Kühlleistung: die aus dem Raum abgeführte Wärme. Die elektrische Aufnahmeleistung ist die Kühlleistung geteilt durch das Energy Efficiency Ratio; ein Gerät mit drei Kältetonnen liefert also 10,55 kW Kühlung und zieht bei EER 11,5 etwa 3,1 kW Strom. Wer die Leitung nach der Kühlleistung dimensioniert, bekommt Kabel und Absicherung rund dreimal so groß, wie die Installation sie braucht.

Ist die Kältetonne in Deutschland gebräuchlich?

Nein. Sie ist eine US-amerikanische Einheit, entstanden aus der Kühltechnik mit Eis, und sie hält sich in Nordamerika und in der dort geprägten Klimatechnik. In Deutschland wird eine Kühlleistung in Kilowatt angegeben — auf dem Typenschild einer Klimaanlage oder eines Kaltwassersatzes steht also 3,5 kW und nicht 1 Kältetonne. Genau deshalb ist die Umrechnung nützlich: Sie übersetzt ein amerikanisches Datenblatt oder eine Angabe aus einem Forum in die Einheit, mit der hier gearbeitet wird. Eine Kältetonne sind 3,5168528 kW.

Welche BTU verwendet die Seite?

Die BTU der International Table, 1.055,05585262 Joule, die übliche Grundlage für Kälteleistungen. Die thermochemische BTU sind 1.054,350 Joule, also etwa 0,07 Prozent kleiner, und würden das Kilowatt-Ergebnis erst in der fünften Nachkommastelle verschieben. Die Seite nennt ausdrücklich, welche der beiden sie verwendet, statt es den Leser raten zu lassen.

Warum ist das Ergebnis exakt?

Weil daran nichts gemessen ist. Eine Kältetonne ist als 12.000 BTU pro Stunde definiert, die BTU der International Table als 1.055,05585262 Joule, und eine Stunde hat 3.600 Sekunden; es kommen nur Multiplikation und Division auf definierten Größen vor. Die tatsächlich abgegebene Leistung einer realen Klimaanlage ist dagegen ein Messwert und schwankt mit den Bedingungen — die Umrechnung zwischen den Einheiten trägt überhaupt keine Unsicherheit.

Kann ich einen Wert in Kilowatt oder BTU pro Stunde eingeben?

Ja. Das Eingabefeld hat eine Einheitenauswahl über Kältetonnen, Kilowatt, Watt und BTU pro Stunde, und die Umrechnung läuft in beide Richtungen. Das Feld öffnet in Kältetonnen, weil die Seite so heißt, und die Ergebnisanzeige gibt den Wert immer in allen drei Einheiten aus — Kältetonnen, Kilowatt und BTU pro Stunde —, sodass sich eine Angabe aus jeder Quelle ohne zweite Rechnung gegen die anderen prüfen lässt.

• Ton of refrigeration — the 12,000 BTU per hour definition, how melting a short ton of ice in 24 hours produces it, and why the unit is still standard in North American air conditioning — Wikipedia
• NIST Special Publication 811, Guide for the Use of the International System of Units (SI), Appendix B.8 — the conversion factors used here, including the International Table Btu of 1055.05585262 J — National Institute of Standards and Technology
• British thermal unit — the International Table and thermochemical definitions, which differ by about 0.07 per cent, and where each is used — Wikipedia