Energiemanagement (EM)

Labor Kälte/Wärme/Klimatechnik

Labor


Verantwortlicher Professor:          Prof. Dr.-Ing. Ekkehard Laqua

Laborassistentin:                           B. Sc. Isabella Vogg

Raum:                                               D013


Mini BHKW

Mini-BHKW

Ein Mini-BHKW ist ein kompaktes Motor-Heizkraftwerk das die Erzeugung elektrischer und thermischer Energie miteinander verbindet.

Aufgabe der Studiernden ist die Erstellung von Energiebilanzen des Mini-BHKWs mit ihren Messreihen - unter verschiedenen Ausgangsbedingungen.

Lüftungsanlage

Lüftungsanlage

Im Labor ist eine Lüftungsanlage der Firma Rosenberg samt Lüftungskanalsystem mit verschiedenen Auslässen und Regeleinrichtungen installiert.

In Versuchsreihen ermitteln die Studierenden die Luftverteilung im Betriebszustand der Lüftungsanlage durch eingeblasenen Nebel, führen Strömungsmessungen durch und erstellen Energiebilanzen.

Wohnungslüftung

Kontrollierte Wohnungslüftung

Um Energie einzusparen werden moderne Gebäude heute sehr gut wärmegedämmt und nahezu luftdicht gebaut. Dadurch entfällt der natürlicher Luftaustausch. Um einen gesunden Luftaustausch sicherzustellen bietet sich die kontrollierte Wohnraumbelüftung mit Wärmerückgewinnung an. Das Lüftungsgerät führt kontinuierlich verbrauchte Luft ab und versorgt den Wohnbereich gleichzeitig mit Frischluft.

Die Studierenden lernen an der Versuchseinrichtung den Aufbau und die Wirkungsweise einer kontrollierten Wohnungslüftung kennen. Ein Rohrleitungssystem wird in verschiedenen Varianten aufgebaut um Unterschiede hinsichtlich Energieverbrauch, Druck und Luftvolumenstrom aufzuzeigen.

Gasthermen

Effizienzvergleich von Gasthermen

Niedertemperaturgasheizungen haben mit einem Wirkungsgrad von 90% eine geringere Wärmeabgabe vom Gaskessel an den Heizungsvorlauf als Brennwertheizungen. Ca. 10% der erzeugten Wärme wird über die Abgase an die Umwelt abgegeben. Durch Nutzung der an den Wärmetauschern entstehenden Kondensationswärme erreichen Brennwertthermen einen höheren Ausnutzungsgrad der im Gas enthaltenen Energie.

Die Studierenden erfassen die Wirkungsweise der jeweiligen Therme, skizzieren den Aufbau und bestimmen den wärmetechnischen Wirkungsgrad beider Anlagen unter Voll- und Teillast.

Solarthermie

Solarthermie

Der Solarkollektor sammelt Sonnenstrahlen und wandelt diese auf der speziellen Beschichtung des Wärmeleitbleches (Absorber) in Wärmeenergie um. Die entstehende Strahlungswärme wird über einen Solarkreislauf durch den Wärmetauscher an das Trinkwasser abgegeben. Die dort abgekühlte Flüssigkeit strömt wieder in den Kollektor und wird erneut aufgeheizt. Diesen Kreislauf steuert der Solarregler. Er schaltet die Pumpe erst ein wenn ausreichend Sonnenwärme zur Verfügung steht. Ist keine Erwärmung möglich, bleibt die Pumpe ausgeschaltet.

Die Studierenden erkennen und ermitteln die Zusammenhänge von Einstrahlung und nutzbarer Energie und erstellen eine Energiebilanz.

Stirling

Stirling-Heizgerät

Ein Stirling-Heizgerät, bestehend aus einem Stirling-Motor und einem Zusatzbrenner. Die Besonderheit dieses Geräts ist, dass neben thermischer Energie auch elektrische Energie produziert werden kann.

Die Studierenden lernen praxisnah die Funktionsweise eines Stirling-Heizgeräts kennen. Anhand von Wirkungsgrad- und Leistungsberechnungen begreifen Sie die Charakteristik dieser Heiztechnik.

Split

Split-Klimagerät

Das Split-Klimagerät wurde im Rahmen eines Projektlabors zu einer Luft/Luft-Wasser Wärmepumpe mit Kühlfunktion umgebaut. Dadurch ist es möglich sowohl Luft, als auch einen Wasserkreislauf zu erhitzen, bzw. abzukühlen.

Die Studierenden messen Drücke und Temperaturen die an einer Wärmepumpe/Klimaanlage entstehen und lernen die Kreisläufe kennen. Sie ermitteln den COP (Coefficient of Performance) und den EER (Energy Efficiency Ratio), Maße für die Effizienz einer Wärmepumpe, bzw. Kältemaschine.

Sole Wärmepumpe

Sole-Wärmepumpe

Die Sole-Wärmepumpe wandelt überschüssigem Solar- oder Windstrom in Wärme um und speichert diese in einem 1000l und 300l-Pufferspeicher. Thermische Speicher zur Steigerung des Eigenverbrauchs von Photovoltaikstrom sind eine mögliche Alternative gegenüber elektrochemischen Batteriespeichern.

Die Studierenden ermitteln die Leistungszahlen bei unterschiedlichen Temperaturspreizungen und werten die Wärmeverluste der Wärmespeicher aus.