Labor Kälte/Wärme/Klimatechnik

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.