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Resource facts

  • unabhängig von der Zahl der Studierenden
  • 4 - 7 Vorlesungseinheiten
  • English, German

Beschreibung
(als PDF)

Implementierung

Zusätzliche Anhänge

Wirkungsgrade von Heiz- und Solarsystemen(Resource ID: 178)

Der Baustein "Wirkungsgrade von Heiz- und Solarsystemen" befasst sich mit der Messung von Energieströmen und den vielfältigen Verlustmechanismen bei der Versorgung mit Wärmeenergie. Anhand von einprägsamen Versuchen wird der Wirkungsgrad einer Modellfeuerungsanlage gemessen, die CO2-Konzentration in der Ausatemluft und die Wärmeabgabe einer Kerzenflamme.

Dieser Baustein ist ein Vertiefungsbaustein zur Bausteingruppe Energie. Er setzt voraus, dass die Studierenden mit grundlegenden Begriffen und Zusammenhängen der Energieproblematik bereits vertraut sind.

Der Baustein "Wirkungsgrade von Heiz- und Solarsystemen" fördert das Verständnis der Funktion von Feuerungsanlagen und zeigt, wie die Energieströme und Anlagenverluste gemessen und Wirkungsgrade bestimmt werden können. Insbesondere zielt er auf eine Sensibilisierung für unzureichend funktionierende Energiewandler (Heizanlagen oder Solarthermieanlagen) ab. (Teil-)defekte  Anlagen generieren einen erheblichen Mehrverbrauch an Energie und wären in der Regel ohne nennenswerten Kapitalaufwand vermeidbar – sofern sie als (teil-)defekt erkannt würden. Ineffizientes Anlagenverhalten kann entweder durch sachkundige Beobachtung des Anlagenverhaltens oder durch die Bestimmung des Anlagenwirkungsgrades bzw. des Ertrags bei Solaranlagen entdeckt werden. Der Baustein bietet hierzu eine Basis. Behandelt wird auch das Thema der leistungsmäßigen Dimensionierung von Heizkesseln. Mit einem einfachen Schnelltest kann Überdimensionierung – eine schleichende und allgegenwärtige Ursache von Ineffizienz – entdeckt werden.  

Der Baustein soll den Studierenden ermöglichen, die Energietechnik in ihrem persönlichen Umfeld besser zu verstehen und damit Einsparungsmöglichkeiten zu erkennen und zu erschließen.

Inhaltsübersicht

  • Effizienz und Nachhaltigkeit
  • Messung von Energieströmen
  • Verlustmechanismen bei Heizanlagen
  • Problemfall Überdimensionierung
  • Effizienz bei Holzfeuerungen
  • Effizienz bei Solarthermie

Durchführung

Der Baustein eignet sich vorzugsweise zur Durchführung als Vortrag entlang der beigelegten Präsentationsunterlagen mit interaktiven Vorführungen (ca. 2 Doppelstunden). Zu jeder Präsentationsfolie gibt es eine Notizenseite mit Hintergrundinformationen und Anleitungen.
Es können auch einzelne Bausteinteile bzw. Vorführungen (z.B. CO2-Messung, Leistungsmessung einer Kerze, Thermosyphonumlauf etc.) herausgegriffen und isoliert behandelt werden. Die Präsentationsunterlagen stellen jedenfalls einen Kontextrahmen zur Verfügung.

Beabsichtigte Einsichten bei den Studierenden

  • Interesse für die Funktion der eigenen Heizanlage wecken.
  • Ursachen für ineffizientes Anlagenverhalten erkennen, beseitigen und vorbeugen.

Unterlagen, Hilfsmittel

Beigestellt sind Präsentationsfolien mit dazugehörigen Kommentaren und Notizen, durch welche bereits ein schlüssiges Vortragsgerüst vorliegt. Jeder Vortragende wird natürlich seine individuellen Schwer­punkte setzen und die Unterlagen mit eigenem Wissen ergänzen bzw. entsprechend der verfügbaren Zeit modifizieren.

Beigestellte Hardware

Kerze, Waage, Lötlampe, Modellaufbau zur Wirkungsgradmessung, CO2-Indikator, Thermographiekamera

Kontaktdaten für die Ausleihung von Geräten
Office.ie@gmx.at
Lernziele
- Besseres Verständnis von Heiz- und Solaranlagen
- Messung von Energieströmen, Verlusten und Wirkungsgraden
- Erkennen und Vorbeugen von (verlustreicher) Überdimensionierung
Bezug zur Nachhaltigkeit
Ein besseres Verständnis von Heiz- und Solaranlagen fördert deren effiziente Betriebsweise und hilft defektes Anlagenverhalten zu erkennen. Durch Ertrags- und Wirkungsgradmessungen kann die optimale Funktion sichergestellt werden. In Bezug auf Energie ist Effizienzsteigerung immer auch ein Gewinn für die Nachhaltigkeit.
Vorausgesetztes Wissen
    Vorbereitungsaufwand
    Hoch
    Zugang
    Free
    Quellen und Verweise

    Recknagel, Sprenger, Schramek: Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik 2013/2014, Oldenbourg Industrieverlag

    Hans-Peter Ebert: Heizen mit Holz in allen Ofenarten, 2001, Ökobuch

    A. Goetzberger, V. Wittwer:   Sonnenenergie , 1989, Vieweg+Teubner Verlag

    W. Weiß, A.Themeßl: Solaranlagenselbstbau, 2009, Ökobuch Verlag

    Bmwfj: Energiestatus Österreich 2012, Bmwfj

     

    Gefördert von
    Gefördert vom österreichischen Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung im Rahmen der Ausschreibung "Projekt MINT-Massenfächer" (2011/12)

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    Autor

    Mag. Dr. Robert Weger

    Kontakt

    Robert Weger
    office.ie(at)gmx.at
    This teaching resource is allocated to following University:
    BOKU - University of Natural Resources and Life Sciences Vienna
    Institution:
    Firma Innovative Elektronik
    Datum:

    Lizenz

    Creative Commons
    BY-NC-ND

    Werkzeuge und Methoden

    • Schriftliches Material, Präsentationsunterlage(n)
    • formteaching_experiment