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Laborversuche

Energie- und Umwelttechnik

Im Sinne einer Arbeitsstätte für naturwissenschaftliche und technische Versuche werden in unseren Laboren praxisorientierte Versuche an verschiedenen Anlagen ergänzend zur Theorie durchgeführt.

Dabei stehen Themen wie hydraulischer Abgleich oder Fossile Energieträger genauso im Fokus wie Nachhaltigkeit oder Energieeffizienz.

Einige Anlagen sind nachfolgend ausführlicher beschrieben.

hydraulischer Abgleich

Der Laborversuch hydraulischer Abgleich soll in erster Linie die mit dieser Thematik verbundenen Probleme aufzeigen. Es werden mit den Studenten die Voraussetzungen und Bedingungen ausgearbeitet und an der Modellanlage besprochen. Praktisch führen die Studenten an dieser Anlage einen hydraulischen Abgleich durch, um die damit verbundene Prozedur kennen zu lernen und einen Einblick in den Umgang mit der notwendigen Messtechnik zu erhalten.

Brennertechnik

Bei den Untersuchungen an vorhandenen Gas- und Ölbrennern geht es zum einen um die Einstellung von Leistungen und Brennstoffverbräuchen. Zum anderen werden durch Veränderungen bestimmter Parameter am Brenner, Auswirkungen auf den Verbrennungsprozess und im Resultat auch auf die Schadstoffemissionen verdeutlicht. Mit den gewonnenen Erkenntnissen ist eine umweltschonende und wirtschaftliche Einstellung eines Brenners durch die Studierenden möglich.

Heiz- & Brennwerttechnik

Bei den Versuchen am Gas-Brennwertgerät sowie am Öl-Heizkessel steht die Leistungs- und Wirkungsgradbestimmung im Vordergrund. Der Vorteil dieser Versuchsanordnungen liegt darin begründet, dass die Brenner nicht einzeln, sondern in kompletten Geräten, so wie sie auch beim Endkunden vorzufinden sind, bewertet werden können. Im Gegensatz dazu, stehen die Versuche am Prüfflammenrohr, bei denen es einzig und allein um die Brennertechnik geht.

Auch wenn es sich in erster Linie um Versuchsanlagen handelt, können den Studierenden Hinweise und Richtlinien in Bezug auf den Einbau und existierende Systemtechniken vermittelt werden.

kontrollierte Wohnraumlüftung

Zur Einsparung fossiler Energieträger (Öl, Gas) müssen Gebäude so beschaffen sein, dass der Heizwärmebedarf so gering wie möglich gehalten wird. Das setzt unter anderem eine luftdichte Gebäudehülle voraus, was wiederum eine kontrollierte Lüftung erfordert, um Gebäude- und Gesundheitsschäden zu vermeiden. Aus diesem Grund kommen Lüftungsgeräte für die kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung zum Einsatz.

Die Ermittlung der Rückwärmezahl sowie die Betrachtung der Luftzustandsänderung im h,x-Diagramm sind dabei wesentliche Versuchsbestandteile.

Kältetechnik

Im Studiengang stehen zwei verschiedene Anlagen zur Erzeugung von Kälte zur Verfügung. Die Kompressionskältemaschine stellt dabei eine Modellanlage dar. An ihr lässt sich unterstützt durch Messwerterfassung der Kältekreislauf darstellen. Weiterhin gibt es eine Absorptionskälteanlage im "Kompetenzzentrum Energietechnik", welche durch die Einbindung in die dortige Struktur als Kälteerzeugungsanlage für diesen Bereich dient und entsprechend mittels Mess- und Computertechnik im Detail erfahren werden kann.

Wärmepumpen

Die Nutzung alternativer Energie- und Umwelttechnik rückt bei der Planung von technischen Anlagen immer weiter in den Vordergrund. Auf Grund von Preissteigerungen bei den fossilen Energieträgern und der zunehmenden Rohstoffverknappung ist ein Umdenken erforderlich.

Mit der Wärmepumpentechnik steht dem Verbraucher eine Technik zur Verfügung, den Quellen Erdreich, Luft und Wasser Energie in Form von Wärme zu entziehen. Wie diese Technik funktioniert, welche Voraussetzungen geschaffen werden müssen bzw. welche Bedingungen an diese Technik gebunden sind, erlernen die Studierenden in der Theorie sowie im Laborversuch an vorhandenen Anlagen.

Im Studiengang stehen als Laborversuche sowohl eine Luft-Wasser-Wärmepumpe (zur Warmwasserbereitung) als auch eine Sole-Wasser-Wärmepumpe (mit Erdsonde) zur Verfügung. Neben der Erarbeitung des Aufbaus und der Funktion der Geräte stehen beim Laborversuch die Ermittlung der Heiz- und Entzugsleistungen sowie der Leistungszahl im Mittelpunkt. Des Weiteren wird der Kältemittelkreislauf entsprechend im log p,h - Diagramm dargestellt.

Nutzung von Solarer Energie

Auf dem Dach des rekonstruierten Labor- und Lehrgebäudes (Haus 3) wurden für die Ausbildung eine thermische Solaranlage mit Flachkollektor und Röhrenkollektor sowie eine netzautarke und eine netzparallele Photovoltaikanlage montiert. Für die Beurteilung der im Versuch ermittelten Messdaten sind auch die zum Zeitpunkt der Messung vorherrschenden meteorologischen Bedingungen von Bedeutung.

Für die Erfassung der meteorologischen Daten, wie Lufttemperatur und -feuchte, Windgeschwindigkeit und -richtung sowie Globalstrahlung und Niederschlag, wird durch den Studiengang Energie- und Umwelttechnik eine Wetterstation betrieben.

Erdgas - betriebenes BHKW

MEPHISTO wurde im Hinblick auf ein breites Einsatzgebiet als Kompakt- BHKW entwickelt und mit einer Leistungsregelung ausgestattet. Es steht für hohe Produktqualität und vereint innovative Lösungen aus Maschinenbau und Elektrotechnik. Der geregelte und optimierte Katalysator sorgt für eine Minimierung der Emissionen CO, NOx und unverbrannter Kohlenwasserstoffe. Dank MEPHISTO reduzieren sich der Anteil der Energieverluste und der CO2-Ausstoß auf ein Minimum. Strom und Wärme werden besonders umweltschonend und damit ökologisch erzeugt.

Im Laborversuch werden der Aufbau und die Funktionsweise des BHKW erarbeitet, Vor- und Nachteile der Kraftwärmekopplung gegenüber der herkömmlich getrennten Erzeugung von Wärme und Strom besprochen und mittels Messcomputer Daten zur Auswertung erfasst.

Hersteller KraftWerk dezentrale Energiesysteme
Zur Bettfedernfabrik 1
30451 Hannover
www.kwk.info
technische Daten  
Mephisto G18 Wirkungsgrad elektrisch: 22,0% - 31,0%
Netzparallelbetrieb 6 ... 18 kW Wirkungsgrad thermisch: 80,5% - 72,4%
Pel: 18 kW, Pth: 42 kW Gesamtwirkungsgrad: 102,5% - 103,4%
„Minneapolis Blower Door“

Zur Messung der Luftdichtheit von Gebäuden nach der EnEV und EN 13829 kommt in unserem Labor eine „Minneapolis Blower Door“ als genormtes Messverfahren zum Einsatz. Mit Hilfe einer Infra-Rot-Kamera können Leckagen und Wärmebrücken gefunden werden.

Brennstoffzelle

Zur Möglichkeit der Nutzung alternativer Energien zählt neben der Kraftwärmekopplung, der Wärmepumpentechnik oder der Solarthermie auch die Nutzung der Brennstoffzelle. An einer 50 W Demonstrationsanlage können verschiedenste Kennlinien bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen aufgenommen werden. Für die Studenten werden Abhängigkeiten deutlich, die bereits in der Theorie besprochen wurden. Die Aufnahme und Auswertung der Messwerte erfolgt dabei mit Hilfe von Messcomputern.

Neben der Modellanlage wird im "Kompetenzzentrum Energietechnik" ein Brennstoffzellensystem "inhouse5000" zur ständigen Erzeugung von Wärme und Strom errichtet.

Thermografie

Mit der Thermografie steht dem Anwender ein Verfahren zur bildlichen Darstellung der Wärmestrahlung eines Körpers zur Verfügung. Mit Hilfe von Spezialkameras wird die Wärmestrahlung des Körpers sichtbar gemacht.
Die Einsatzmöglichkeiten der Thermografie sind weitreichend und werden den Studierenden sowohl in der Theorie als auch in Verbindung mit den Laborversuchen aufgezeigt.