Thermische Energiesysteme at TU Hamburg-Harburg

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Warum können die energetischen Vorteile einer thermischen Solaranlage und eines Brennwert-Gasheizgerätes zur Heizungswassererwärmung nicht einfach addiert wer

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Warum gibt es in Flugzeugen häufig Feuchtigkeitsprobleme? Erläutern Sie das Problem rain in the plain, dass es also in Flugzeugkabinen vor allem während des Landeanflugs manchmal von der Decke regnet!

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  • Nennen Sie jeweils ein Beispiel: regen. Primärenergie, nichtregen. Primärenergie, Sekundärenergie, Endenergie, Nutzenergie.
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Was versteht man unter einer energetischen Aufwandszahl und welche zwei Gruppen von Aufwandszahlen müssen bei der energetischen Beurteilung von Gebäuden zukünftig unterschieden werden?

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Welches Heizungssystem würden Sie für folgende Anwendungsfälle bevorzugen? Groÿraumbüro, Werft, Supermarkt, niedrige Werkhalle mit offenen Flammen.

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Wie ist der Betriebspunkt einer Pumpe definiert? Welche Form hat die Anlagenkennlinie? In der Realität man eine logarithmische Auftragung. Wie sieht der Graph dann aus?

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Stellen Sie die Vor- und Nachteile von Strahlungsheizungen und Warmluftheizungen für Industriehallen gegenüber.
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Erläutern Sie, warum ein guter Wirkungsgrad eines Heizgerätes nicht unbedingt einen effizienten Betrieb der Heizungsanlage garantiert!

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Was ist der Unterschied zwischen einem Rekuperator und einem Regenerator?

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Schätzen Sie den in einem Warmwassererzeuger zu übertragenden Wärmestrom ab, der in einem Einfamilienhaus die einzige Dusche mit 12 L Wasser pro Minute versorgen soll. Das Wasser kommt mit 10◦C aus dem Erdboden und soll auf 40◦C erwärmt werden.

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Bei einer 90/70-Pumpenwarmwasserheizung soll der bisherige Ölkessel durch einen Gas-Brennwertkessel ersetzt werden. Welche Komponenten des Heizungssystems müssen überprüft und ggfs. ausgetauscht werden, damit der Brennwertkessel optimal eingesetzt wir

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Wie kann die bei einer Strahlungsheizung durch Strahlung empfundene Temperaturerhöhung gegenüber der reinen Lufttemperatur gemessen werden?

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Thermische Energiesysteme

Warum können die energetischen Vorteile einer thermischen Solaranlage und eines Brennwert-Gasheizgerätes zur Heizungswassererwärmung nicht einfach addiert wer

Brennwert-Heizgeräte brauchen eine möglichst niedrige Rücklauftemperatur, um die Abgase soweit abkühlen zu können, damit der Wasserdampf in den Abgasen kondensiert und damit die freiwerdende Verdampfungsenthalpie genutzt werden kann. Solaranlagen erwärmen aber das Rücklauf-Heizungswasser, sodass zwar die Solarenergie genutzt werden kann, der Brennwerteffekt aber abnimmt. Deswegen ist hier eine genaue Abstimmung der Komponenten erforderlich.

Thermische Energiesysteme

Warum gibt es in Flugzeugen häufig Feuchtigkeitsprobleme? Erläutern Sie das Problem rain in the plain, dass es also in Flugzeugkabinen vor allem während des Landeanflugs manchmal von der Decke regnet!
Flugzeugwände sind im Allgemeinen innen isoliert. Daraus folgt, dass die Möglichkeit besteht, dass der Partialdruck über den Sättigungsdruck ansteigt und es somit zu Wasserausfall kommt. Während des Flugs erhöhen die Passagiere durch ihr Atmen die Luftfeuchtigkeit in der Kabine. Durch die geringe Außentemperatur frieren die Wassermoleküle in der Wand. Beim Landen kommt es zu einem drastischen Druckanstieg und das Wasser kondensiert wieder.

Thermische Energiesysteme

  • Nennen Sie jeweils ein Beispiel: regen. Primärenergie, nichtregen. Primärenergie, Sekundärenergie, Endenergie, Nutzenergie.
  • Regen. Primärenergie: Solarstrahlung, geotherm. Energie
  • Nichtregen. Primärenergie: Kohle, Öl, Gas, Uran
  • Sekundärenergie: Wasserstoff, Koks
  • Endenergie: Strom, Öl, Gas
  • Nutzenergie: Licht, Wärme, Arbeit

Thermische Energiesysteme

Was versteht man unter einer energetischen Aufwandszahl und welche zwei Gruppen von Aufwandszahlen müssen bei der energetischen Beurteilung von Gebäuden zukünftig unterschieden werden?
Nach der Energieeinsparverordnung wird der Energiebedarf über das Primärenergie-Äquivalent erfasst. Zur Bewertung der Verluste wird der Primärenergiefaktor (Aufwandszahl) e P eingeführt. Dies ist der Kehrwert des Wikungsgrades. Beschrieben wird die Energie, die zugeführt werden muss, bezogen auf den Wert der Nutzenergie. Es muss zwischen Wärme und Strom basierten Aufwandszahlen unterschieden werden.

Thermische Energiesysteme

Welches Heizungssystem würden Sie für folgende Anwendungsfälle bevorzugen? Groÿraumbüro, Werft, Supermarkt, niedrige Werkhalle mit offenen Flammen.
  • Großraumbüro: Warmwasser-Flächenheizung
  • Schiffbauhalle: Hellstrahler
  • Werkhalle: Dunkelstrahler
  • Supermarkt: Warmluft-Heizung

Thermische Energiesysteme

Wie ist der Betriebspunkt einer Pumpe definiert? Welche Form hat die Anlagenkennlinie? In der Realität man eine logarithmische Auftragung. Wie sieht der Graph dann aus?
• Schnittpunkt der Anlagenkennlinie mit der Pumpenkennlinie.

• Die Anlagenkennlinie hat die Form einer Parabel, da sie proportional zu w 2 ist.

•Der Graph ist dann eine Gerade.

Thermische Energiesysteme

Stellen Sie die Vor- und Nachteile von Strahlungsheizungen und Warmluftheizungen für Industriehallen gegenüber.
Strahlungsheizungen: punktuelle Erwärmung, keine Erwärmung der gesamten Hallenluft notwendig 
Warmluftheizungen: Gleichmäßige Temperaturverteilung, Einhaltung der Immissionsschutzbestimmungen, regelmäßiger Luftaustausch

Thermische Energiesysteme

Erläutern Sie, warum ein guter Wirkungsgrad eines Heizgerätes nicht unbedingt einen effizienten Betrieb der Heizungsanlage garantiert!



  • Wirkungsgrad: auf Leistung bezogen (Momentaufnahme)
  •  Vernachlässigung von Bereitschafstverlusten und Teillastbetrieb    

 -->Nutzungsgrad (Energievergleich ) relevant 

Thermische Energiesysteme

Was ist der Unterschied zwischen einem Rekuperator und einem Regenerator?

Rekuperator: Indirekter Wärmeübertrager ohne Speicher Regenerator: Indirekter Wärmeübertrager mit Speicher; nicht einsetzbar bei giftigen Stoffen 

Thermische Energiesysteme

Schätzen Sie den in einem Warmwassererzeuger zu übertragenden Wärmestrom ab, der in einem Einfamilienhaus die einzige Dusche mit 12 L Wasser pro Minute versorgen soll. Das Wasser kommt mit 10◦C aus dem Erdboden und soll auf 40◦C erwärmt werden.

Q˙ ≈ 0.2 · 4, 2 · (40 − 10) = 25 kW

Thermische Energiesysteme

Bei einer 90/70-Pumpenwarmwasserheizung soll der bisherige Ölkessel durch einen Gas-Brennwertkessel ersetzt werden. Welche Komponenten des Heizungssystems müssen überprüft und ggfs. ausgetauscht werden, damit der Brennwertkessel optimal eingesetzt wir

  • Geringere Vorlauftemperaturen, um den Vorteil des Brennwert-Effektes zu nutzen
  •  Vergrößerung der Heizfächen um die daraus folgende geringere Temperaturdifferenz auszugleichen

Thermische Energiesysteme

Wie kann die bei einer Strahlungsheizung durch Strahlung empfundene Temperaturerhöhung gegenüber der reinen Lufttemperatur gemessen werden?

Die Empfindungstemperatur kann durch ein Globethermometer gemessen werden. Dabei handelt es sich um eine ca. 15 cm-große mit Mattlack lackierte und zusätzlich mit Eisenoxid geschwärzte dünnwandige Glashohlkugel. Die Kugel ist oben offen und steht daher mit der Umgebungsluft in Verbindung. Die auftretende Strahlung erwärmt die Oberfläche und damit auch die Luft im Innern der Kugel. Diese Temperaturerhöhung kann gemessen werden.

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