Energieumwandlungssysteme at Universität Bochum

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Warum kann die Heizzahl bei Wärmepumpenanlagen über 1 liegen?

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Welche Verluste treten bei einem mit Erdgas oder Heizöl gefeuerte Wärmeerzeuger auf?

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Unterschied zwischen Heizwert und Brennwert!

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Funktionsweise Brennwertgeräte

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Wichtige Baugruppen eines erdgasgefeuerten Brennwertgerätes.

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Vor- und Nachteile modulierender und intermittierender Betriebsweise von Heizgeräten.

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Welche Aspekte müssen bei der Bereitstellung der Wärme für Heizungszwecke und zur Brauchwassererwärmung im Kombigerät beachtet werden?

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Welche Emissionen treten bei Gas- und Erdölgefeuerten Wärmeerzeugern auf?

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Wie entstehen NOX Emissionen in Heizgeräten?

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Welche Möglichkeiten (Primärmaßnahmen) werden angewendet um NOX Emissionen möglichst gering zu halten?

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Wie sind Stromkennzahl, Brennstoffausnutzung Stromausbeute und Stromeinbuße bei einer KWK definiert?

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Praxiswerte von Stromkennzahl σ und Brennstoffausnutzung ω 

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Exemplary flashcards for Energieumwandlungssysteme at the Universität Bochum on StudySmarter:

Energieumwandlungssysteme

Warum kann die Heizzahl bei Wärmepumpenanlagen über 1 liegen?

Neben Antriebsenergie wird noch Wärme aus der Umwelt genutzt, die nicht als Primärenergie berücksichtigt wird. (In der Praxis Heizzahlen von 3 und mehr)

Energieumwandlungssysteme

Welche Verluste treten bei einem mit Erdgas oder Heizöl gefeuerte Wärmeerzeuger auf?

  • Abstrahlungs-
  • Konvektions-
  • Leitungsverluste
  • Verrußung auf Wärmetauscheroberfläche

Energieumwandlungssysteme

Unterschied zwischen Heizwert und Brennwert!

  • Heizwert = Wärmemenge die bei der Verbrennung frei wird
  • Brennwert = die Wärmemenge durch die Verbrennung plus durch Kondensationsenthalpie der Abgase gewonnene Wärme

Energieumwandlungssysteme

Funktionsweise Brennwertgeräte

Wärmetauscher welcher den Wasserdampf aus Abgasen kondensiert. 

Steigerung der: 

  • nutzbaren Wärmemenge und
  • Reduzierung von Abgasverlusten

Energieumwandlungssysteme

Wichtige Baugruppen eines erdgasgefeuerten Brennwertgerätes.

  • Brenner
  • Wärmetauscher
  • Gasarmatur
  • elektrische Regelung
  • kontrollierte Luftzuführung
  • Kondensationswärmetauscher
  • Vorrangventil für Warmwasserbereitung
  • Druckausgleich für Heizungswasser

Energieumwandlungssysteme

Vor- und Nachteile modulierender und intermittierender Betriebsweise von Heizgeräten.

Modulierend: Brennerleistung wird dem Wärmebedarf angepasst, ermöglicht Lange Laufzeiten.

Vorteil: Wirkungsgrad auch im Teillastbereich hoch.

Intermittierend: Brennerleistung konstant, Regelung durch Ein-/Aus- Betrieb

Geringerer Wirkungsgrad im Teillastbereich!

Energieumwandlungssysteme

Welche Aspekte müssen bei der Bereitstellung der Wärme für Heizungszwecke und zur Brauchwassererwärmung im Kombigerät beachtet werden?

Heizung und Brauchwasser benötigen unterschiedliche Temperaturen. Brauchwasservorrangschaltung notwendig.

Während Brauchwasser erwärmt wird, wird die Heizung nicht bedient.

Energieumwandlungssysteme

Welche Emissionen treten bei Gas- und Erdölgefeuerten Wärmeerzeugern auf?

Gas:

  • CO2, NOX, N2, überschüssiges O2, Wasser bei nicht Brennwertgeräten

Erdöl:

  • Wie Gas, früher auch SO2

Energieumwandlungssysteme

Wie entstehen NOX Emissionen in Heizgeräten?

Bei Temperaturen über 1000°C beginnen N2 und O2 aus der Luft zu dissoziieren. 

  • N2 --> N + N 
  • O2 --> O+ O
  • Bildung von NO und NO2

Energieumwandlungssysteme

Welche Möglichkeiten (Primärmaßnahmen) werden angewendet um NOX Emissionen möglichst gering zu halten?

Temperatur der Flamme unter 1000°C halten. 

  • Viele kleine Flammen
  • Wärme über Stäbe aus der Flamme ableiten
  • 2-stufige Verbrennung (Stufenbrenner)

Energieumwandlungssysteme

Wie sind Stromkennzahl, Brennstoffausnutzung Stromausbeute und Stromeinbuße bei einer KWK definiert?

σ = Pel/Qn (Stromkennzahl)

ω = (Pel+Qn)/Wb (Brennstoffausnutzung)#

ß = P/Wb (Stromausbeute)

b = ∆P/Qn (Stromeinbuße)


Energieumwandlungssysteme

Praxiswerte von Stromkennzahl σ und Brennstoffausnutzung ω 

Stromkennzahl σ: 

  • ~0,8 HKW
  • 1 Brennstoffzellen
  • ~0,6 Motor BHKW

Brennstoffausnutzung ω:

  • ~0,85 (bei ganzjähriger Wärmenutzung)

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