Ziel dieser Arbeit war es eine Auslegungsmethodik für Eisspeicheranlagen zu entwickeln, die auf dimensionslosen Kennzahlen basiert. Es wurde besonders darauf geachtet, dass die Methodik flexibel auf fast alle Auslegungsfälle anwendbar ist. Sie beschränkt sich also nicht nur auf die TGA, sondern deckt nahezu alle Anwendungen mit Kältespeichern ab.
Die Zielgrößen sind die Kältemaschinenleistung und die Eisspeicherkapazität bzw. deren dimensionslosen Größen, das Auslegungsverhältnis und die Volllastentladezeit, die jeweils auf die maximale Kühllast bezogen sind. Außerdem ist es nötig nachzuweisen, dass der Eisspeicher die nötige Entladeleistung erbringt.
Außer den oben genannten dimensionslosen Größen wurden im Laufe der Untersuchungen zwei weitere Größen gefunden. Die Ähnlichkeit α spiegelt die Eigenschaft des Lastprofils wider, das Betriebsverhältnis beschreibt die betriebstechnischen Umstände. Zur Überprüfung der Entladeleistung wurde ein Diagramm entwickelt, mit dessen Hilfe es möglich ist, durch Einzeichnen eines Betriebspunktes abzuschätzen, ob es hinsichtlich der Entladeleistung zu Problemen kommen kann.
Mit der entwickelten Auslegungsmethodik ist es also möglich alle für die Planung wichtigen Größen, ohne ein Computerprogramm zu berechnen.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Vorteile beim Einsatz von Kältespeichern
- Nachteile beim Einsatz von Kältespeichern
- Verschiedene Typen von Kältespeichern
- Überblick über verschiedenen Speicherarten
- Spezifische Speicherkapazität
- Grundlage zur Dimensionierung von Eisspeicheranlagen
- Grundlegende Gleichungen
- Bilanzierung
- Verwendete Formeln und Formelzeichen
- Allgemeine Kühllastprofile
- Rechteck mit Peak
- Beliebiges Kühllastprofil mit At = At B
- Anlagenkonzept der Vollspeicherung
- Ermittlung des Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Eis und Wasser
- Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit w im Eisspeicher
- Ermittlung der Nusselt - Zahl für längsumströmte Rohre
- Spezifische Entladeleistung bei Eisspeichern mit interner Schmelze
- Übersicht über die spezifischen Entladeleistungen
- Entladeleistung
- Randbedingungen
- Dimensionslose Kenngröße für die Entladeleistung
- Grenzbetrachtung der spezifische Entladeleistung
- Bedingung für die Spezifische Entladeleistung
- Grenzkurve
- Folgerung für die Auslegung
- Ermittlung der Entladekurve
- Bezug zur Diplomarbeit von Herrn Peter Hofmann
- Randbedingungen
- Auslegungsverhältnis r, als Funktion der Gleichmäßigkeit y
- Volllastentladezeit t als Funktion des Zeitverhältnisses T
- Zusammenfassung und Fazit
- Erläuterung der Auslegungsmethodik
- Ausgangsgrößen
- Auslegung
- Berechnung der Kältemaschinenleistung und Eisspeicherkapazität
- Überprüfung der Entladeleistung
- Auslegungsschieber
- Auslegungsbeispiele
- Spezielle Lastprofile
- Dreiecksprofil
- Trapezprofil
- Rechteckprofil
- Parabelprofil
- Sinusprofil
- Zusammenfassung und Fazit
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Auslegungsmethodik für Eisspeicheranlagen, die auf dimensionslosen Kennzahlen basiert. Die Methodik soll flexibel auf verschiedene Auslegungsfälle anwendbar sein und sich nicht nur auf die technische Gebäudeausrüstung beschränken, sondern auch andere Anwendungen mit Kältespeichern abdecken.
- Entwicklung einer dimensionslosen Auslegungsmethodik für Eisspeicheranlagen
- Flexibilität der Methodik für verschiedene Anwendungsbereiche
- Analyse von Kühllastprofilen und deren Einfluss auf die Eisspeicherdimensionierung
- Ermittlung der spezifischen Entladeleistung und deren Einfluss auf die Auslegung
- Entwicklung eines Diagramms zur Überprüfung der Entladeleistung
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Dieses Kapitel gibt eine Einführung in die Thematik der Kältespeicher und deren Anwendung in der technischen Gebäudeausrüstung. Es werden die Vorteile und Nachteile von Kältespeichern erläutert, verschiedene Typen von Kältespeichern vorgestellt und ein Überblick über die verschiedenen Speicherarten gegeben.
- Grundlage zur Dimensionierung von Eisspeicheranlagen: Dieses Kapitel beschreibt die grundlegenden Gleichungen und Formeln, die für die Dimensionierung von Eisspeicheranlagen verwendet werden. Es werden auch die verwendeten Formelzeichen und die Bilanzierung erläutert.
- Allgemeine Kühllastprofile: In diesem Kapitel werden verschiedene Kühllastprofile vorgestellt, darunter das Rechteck mit Peak und das beliebige Kühllastprofil mit At = At B. Diese Profile dienen als Grundlage für die Entwicklung der Auslegungsmethodik.
- Anlagenkonzept der Vollspeicherung: Dieses Kapitel beschreibt das Anlagenkonzept der Vollspeicherung und erläutert die Ermittlung des Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Eis und Wasser, die Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit im Eisspeicher sowie die Ermittlung der Nusselt-Zahl für längsumströmte Rohre.
- Spezifische Entladeleistung bei Eisspeichern mit interner Schmelze: Dieses Kapitel untersucht die spezifische Entladeleistung bei Eisspeichern mit interner Schmelze und bietet einen Überblick über die verschiedenen spezifischen Entladeleistungen.
- Entladeleistung: Dieses Kapitel befasst sich mit der Entladeleistung von Eisspeichern, einschließlich der Randbedingungen, der dimensionslosen Kenngröße für die Entladeleistung, der Grenzbetrachtung der spezifischen Entladeleistung, der Bedingung für die spezifische Entladeleistung und der Grenzkurve. Es werden auch die Folgerungen für die Auslegung und die Ermittlung der Entladekurve diskutiert.
- Bezug zur Diplomarbeit von Herrn Peter Hofmann: Dieses Kapitel stellt einen Bezug zur Diplomarbeit von Herrn Peter Hofmann her, wobei die Randbedingungen, das Auslegungsverhältnis r als Funktion der Gleichmäßigkeit y und die Volllastentladezeit t als Funktion des Zeitverhältnisses T behandelt werden. Es enthält auch eine Zusammenfassung und ein Fazit zu diesem Vergleich.
- Erläuterung der Auslegungsmethodik: Dieses Kapitel erläutert die Auslegungsmethodik im Detail, einschließlich der Ausgangsgrößen, der Auslegung, der Berechnung der Kältemaschinenleistung und Eisspeicherkapazität sowie der Überprüfung der Entladeleistung.
- Auslegungsschieber: Dieses Kapitel beschreibt die Auslegung des Auslegungsschiebers, der für die optimale Regelung der Eisspeicheranlage von Bedeutung ist.
- Auslegungsbeispiele: Dieses Kapitel enthält verschiedene Auslegungsbeispiele, die die Anwendung der entwickelten Auslegungsmethodik demonstrieren.
- Spezielle Lastprofile: Dieses Kapitel untersucht verschiedene spezielle Lastprofile, darunter das Dreiecksprofil, das Trapezprofil, das Rechteckprofil, das Parabelprofil und das Sinusprofil. Die Auslegung der Eisspeicheranlage wird anhand dieser Lastprofile analysiert.
Schlüsselwörter
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Auslegungsmethodik für Eisspeicheranlagen, die auf dimensionslosen Kennzahlen basiert. Wichtige Schlüsselbegriffe sind: Kältespeicher, Eisspeicher, Auslegung, Dimensionierung, Kühllast, Entladeleistung, Lastprofile, Vollspeicherung, Teilspeicherung, Wärmeübergangskoeffizient, Nusselt-Zahl, dimensionslose Kenngrößen.
- Quote paper
- Sebastian Buchner (Author), 2005, Auslegungsmethodik für Eisspeicheranlagen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/418349
