Загрузил sergeyhc

Bericht neu-tri

реклама
Laborversuch
Wärmeleistung von Heizflächen – Heizkörperkennlinie
Kurzbericht
23.04.2015
Gruppe 5
René Fritz
Marius Wolf
Jannis Reich
Sergey Romanov
Dominik Neuberger
Lisa Hahn
Versuchsziel
Experimentelle Ermittlung der Kennlinie eines Heizkörpers, wodurch sich die Wärmeleistung des
Heizkörpers als Funktion seiner Übertemperatur darstellen lässt. Mit dieser Kennlinie kann die
Wärmeleistung für verschiedene Systemtemperaturen bestimmt werden. Anhand der
Heizkörperkennlinien können verschiedene Heizkörpertypen und -arten miteinander verglichen
werden.
Anlagenschema
Versuchsaufbau:
Ein Heizungskreis welcher sein Warmwasser über einen Speicher bezieht, dieser wird wiederum
durch ein Wärmeerzeuger, mit elektrisch beheizten Stäben, mit Warmwasser versorgt. Eine
Besonderheit in diesem Heizkreis ist die Zirkulationsleitung, die so nicht üblich ist. Die Zirkulation hat
den Zweck stetig die hohen Temperaturen zu halten und zu gewährleisten, dass nur kleine
Schwankungen im Testzeitraum entstehen. Außerdem sind vor dem Eintritt in den Heizkörper
(Vorlauf) und nach dem Austritt aus dem Hk (Rücklauf) Temperaturfühler angebracht. Zusätzlich im
Rücklauf ist ein MID (Magnetisch induktiver Durchflussmesser) angebracht, mithilfe der Durchfluss
bestimmt wird. Der im Test verwendete Heizkörper wurde wechselseitig angeschlossen, das
bedeutet:
Die Vorlaufseite ist oben angschlossen und der Rücklauf ist gegenüberliegend und unten
angeschlossen.
Heizkörperdaten
Hersteller: Kermi; Typ: 22; Bauhöhe: H = 600 mm; Baulänge: L = 1200 mm; spez. Norm-Wärmeleistung:
φSL = 1666 W/m; n = 1,2930; Sk = 0,20; np = 0,70.
Norm-Wärmeleistung: ܳሶ௡ = ‫ ∙ ܮ‬φௌ௅ = 1200 ݉݉ ∙ 1666 ௠ = 1999,2 ܹ
ௐ
Normwasserstrom: ݉ሶ௡ =
ொሶ೙
௖∙ଵ଴௄
=
Konstante des Heizkörpers: ‫= ܥ‬
ଵଽଽଽ,ଶ ௐ
ଵ,ଵ଺ଷହ
ொሶ೙
ହ଴೙
=
ೈ∙೓
∙ଵ଴௄
ೖ೒∙಼
ଵଽଽଽ,ଶ
ହ଴భ,మవయబ
= 171,826
௞௚
௛
= 12,708
Berechnungen
Messpunkt 0:
0
Vorlauftemperatur: ϑV = 55,24°C
Rücklauftemperatur: ϑR = 49,63°C
Standardabweichung Vorlauftemperatur:ܵణ௏ = 0,04°C
Standardabweichung Rücklauftemperatur:ܵణோ = 0,05°C
Lufttemperatur: ϑL = 19,58°C
Standardabweichung Lufttemperatur: ܵణ௅ = 0,11°C
Wasserstrom: ݉ሶ = 171,82
௞௚
௛
௞௚
Standardabweichung Wasserstrom: ܵ௠ሶ = 0,40 ௛
Relative Standardabweichung Wasserstrom: ܵ௠ሶ ௥௘௟ =
Relative Abweichung von Normwasserstrom: ݂௠ሶ =
Luftdruck: p = 1015,6 mbar
ௌ೘ሶ
௠ሶ
=
௠ሶ ି ௠ሶ೙
௠ሶ೙
ೖ೒
೓
ೖ೒
ଵ଻ଵ,଼ଶ
೓
=
଴,ସ଴
= 0,002328 = 0,233%
ೖ೒
ೖ೒
ିଵ଻ଵ,଼ଶ଺
೓
೓
ೖ೒
ଵ଻ଵ,଼ଶ଺
೓
ଵ଻ଵ,଼ଶ
= -0,0035%
Logarithmische Übertemperatur: ∆ߴ =
Mittlere Wassertemperatur: ϑm =
ణೇ ାణೃ
ଶ
ణೇ ିణೃ
ഛ షഛ
୪୬ ೇ ಽ
ഛೃ షഛಽ
=
Spezifische Wärmekapazität: c = 1,1611
=
ହହ,ଶସ°େିସଽ,଺ଷ°େ
ఱఱ,మర°ి షభవ,ఱఴ°ి
రవ,లయ°ిషభవ,ఱఴ°ి
୪୬
ହହ,ଶସ°େିସଽ,଺ଷ°େ
ଶ
= 32,78 ‫ܭ‬
= 52,435°C
ௐ௛
௞௚௄
Gemessene Wärmeleistung: ܳሶ௠௘ = ݉ሶܿሺߴ௏ − ߴோ ሻ = 171,82
1119,196 ܹ
௞௚
௛
∙ 1,1611
ௐ௛
௞௚௄
∙ ሺ55,24°C − 49,63°Cሻ =
௣
Korrigierte Wärmeleistung: ܳሶ = ܳሶ௠௘ ቂܵ௞ + ሺ1 − ܵ௞ ሻ ∙ ሺ బ ሻ௡೛ ቃ =
=1119,196 ܹ ∙ ൤0,20 + ሺ1 − 0,20ሻ ∙
Absolute Messunsicherheit:
‫ݑ‬ொሶ = ඥሺܿ ∙ ሺߴ௏ − ߴோ ሻ ∙ ‫ݑ‬௠ሶ ሻଶ + 2 ∙ ሺ݉ሶ ∙ ܿ ∙ ‫ݑ‬ణ ሻଶ =
ටቀ1,1611
ௐ௛
௞௚௄
௣
ଵ଴ଵଷ,ଶହ ௠௕௔௥ ଴,଻଴
ቀ ଵ଴ଵହ,଺ ௠௕௔௥ ቁ ൨
∙ ሺ55,24°C − 49,63°Cሻ ∙ 1,7182
Messpunkt 1:
1
௞௚ ଶ
ቁ
௛
= 1117,75 ܹ
+ 2 ∙ ቀ171,82
௞௚
௛
∙ 1,1611
ௐ௛
௞௚௄
ଶ
∙ 0,2 ‫ܭ‬ቁ = 57,53 ܹ
Vorlauftemperatur: ϑV = 85,43°C
Rücklauftemperatur: ϑR = 74,06°C
Standardabweichung Vorlauftemperatur:ܵణ௏ = 0,07°C
Standardabweichung Rücklauftemperatur:ܵణோ = 0,06°C
Lufttemperatur: ϑL = 22,57°C
Standardabweichung Lufttemperatur: ܵణ௅ = 0,03°C
Wasserstrom: ݉ሶ = 170,19
௞௚
௛
Standardabweichung Wasserstrom: ܵ௠ሶ = 0,27
௞௚
௛
Relative Standardabweichung Wasserstrom: ܵ௠ሶ ௥௘௟ =
Logarithmische Übertemperatur: ∆ߴ =
Mittlere Wassertemperatur: ϑm =
ణೇ ାణೃ
ଶ
ణೇ ିణೃ
ഛ షഛ
୪୬ ೇ ಽ
ഛೃ షഛಽ
=
ೖ೒
೓
ೖ೒
ଵ଻଴,ଵଽ
೓
=
଴,ଶ଻
ఴఱ,రయ°ి షమమ,ఱళ°ి
ళర,బల°ిషమమ,ఱళ°ి
୪୬
= 0,001586 = 0,159%
ೖ೒
ೖ೒
ିଵ଻ଵ,଼ଶ଺
೓
೓
ೖ೒
ଵ଻ଵ,଼ଶ଺
೓
ଵ଻଴,ଵଽ
଼ହ,ସଷ°େି଻ସ,଴଺°େ
଼ହ,ସଷ°େି଻ସ,଴଺°େ
ଶ
ௐ௛
௞௚௄
Spezifische Wärmekapazität: c = 1,1624
=
=
௠ሶ ି ௠ሶ೙
௠ሶ೙
Relative Abweichung von Normwasserstrom: ݂௠ሶ =
Luftdruck: p = 1015,6 mbar
ௌ೘ሶ
௠ሶ
= 56,98‫ܭ‬
= 79,745°C
=-0,95%
Gemessene Wärmeleistung: ܳሶ௠௘ = ݉ሶܿሺߴ௏ − ߴோ ሻ = 170,19
2249,31 ܹ
௞௚
௛
∙ 1,1624
ௐ௛
௞௚௄
∙ ሺ85,43°C − 74,06°Cሻ =
Korrigierte Wärmeleistung: ܳሶ = ܳሶ௠௘ ቂܵ௞ + ሺ1 − ܵ௞ ሻ ∙ ሺ బ ሻ௡೛ ቃ =
௣
=2249,31 ܹ ∙ ൤0,20 + ሺ1 − 0,20ሻ ∙
ଵ଴ଵଷ,ଶହ ௠௕௔௥ ଴,଻଴
ቀ ଵ଴ଵହ,଺ ௠௕௔௥ ቁ ൨
Absolute Messunsicherheit:
‫ݑ‬ொሶ = ඥሺܿ ∙ ሺߴ௏ − ߴோ ሻ ∙ ‫ݑ‬௠ሶ ሻଶ + 2 ∙ ሺ݉ሶ ∙ ܿ ∙ ‫ݑ‬ణ ሻଶ =
ටቀ1,1624
ௐ௛
௞௚௄
∙ ሺ85,43°C − 74,06°Cሻ ∙ 1,7019
௞௚ ଶ
ቁ
௛
௣
= 2246,39 ܹ
+ 2 ∙ ቀ170,19
௞௚
௛
∙ 1,1624
ௐ௛
௞௚௄
ଶ
∙ 0,2 ‫ܭ‬ቁ = 60,31 ܹ
Rechnerische Auswertung
ܳሶெ௉଴ = ሺ1117,75 ± 57,53ሻ ܹ
ܳሶெ௉ଵ = ሺ2246,39 ± 60,31ሻ ܹ
∆ߴெ௉଴ = 32,78 ‫ܭ‬
∆ߴெ௉ଵ = 56,98‫ܭ‬
݊=
‫=ܥ‬
ொሶಾುబ
ሻ
ொሶಾುభ
log ሺ
∆ణ
log ሺ∆ణಾುబ ሻ
ಾುభ
=
ଵଵଵ଻,଻ହ
log ሺ ଶଶସ଺,ଷଽ ሻ
ଷଶ,଻଼
log ሺ
ହ଺,ଽ଼
ሻ
= 1,2625
ܳሶெ௉଴
1117,75
= 13,642
௡ =
32,78ଵ,ଶ଺ଶହ
∆ߴெ௉଴
Gleichung für die Heizkennlinie:
‫ = ݕ‬13,642‫ݔ‬ଵ,ଶ଺ଶହ
Grafische Auswertung
Grafische Auswertung:
Berechnung der X-/Y-Werte:
Gemittelte VL-/RL – Temperatur - Raumtemperatur= Übertemperatur (hier: 50°C vorrausgesetzt)
X-Wert für die Übertemperatur:
‫ = ݔ‬ሺlogሺ50ሻ − 1ሻ ∙ 15ܿ݉
‫ = ݔ‬10,48 ܿ݉
Selbe Verfahren für
∆ߴெ௉଴ = 32,78 ‫ܭ‬
‫ = ݔ‬ሺlogሺ32,775ሻ − 1ሻ ∙ 15ܿ݉
∆ߴெ௉ଵ = 56,98‫ܭ‬
‫ = ݔ‬ሺlogሺ56,99ሻ − 1ሻ ∙ 15ܿ݉
‫ = ݔ‬7,73 ܿ݉
‫ = ݔ‬11,33 ܿ݉
Die Y-Werte ergeben sich aus den entsprechenden Wärmeleistungen, die zuvor ausgerechnet
wurden.
∆ߴெ௉଴ = 32,78 ‫ܭ‬
;ܳሶெ௉଴ = 2246,39ܹ
2246,39
∆ߴெ௉ଵ = 56,98‫ܭ‬
;ܳሶெ௉ଵ = 1117,75ܹ
Die Y-Werte werden nach dem gleichen Vorgehen berechnet.
Скачать