1415学年上学期 燃烧与供暖 考前练习题.docx
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1415学年上学期燃烧与供暖考前练习题
AufgabeTrinkwarmwasserNichtwohngebäude:
FüreinGebäude（nichtWohnbereich）istfolgenderWarmwasserbedarfgegeben.
Uhrzeit
Verbraucher
Warmwasserbedarfinl
Zapftemperaturin°C
10:
00-20:
00
Grundbedarf
2850
40
11:
00–14:
00
Verbraucher1
1030
35
17:
00–17:
01
Verbraucher2
1030
35
ZurDeckungdiesesBedarfswirdein2060lTrinkwasser-Speicher（Speichertemperatur60°C）mitinnenliegendemWärmeübertragermiteinerLeistungvon50kWeingesetzt.DieNachheizungbeginnt,wenn40%dergespeichertenWärmeentnommenwurdeundendet,wennderSpeicherwiedervollständiggefülltist.
a）ZeichenSieindasnachfolgendeWärmeschaubilddieEinzelverbraucherunddieSummen-BedarfslinieunddieHeizlinieein
b）WiegroßistdieZapftemperaturum15:
00Uhr?
c）BeurteilenSie,obdasSystemzurTrinkwassererwärmungausreichenddimensioniertist?
（Begründung!
）
AufgabeEinrohrheizung:
GegebenisteineEinrohrheizungmiteinemHeizkreisundinsgesamt8Heizkörper（Heizkörperexponentn=1,3,i=20°C）mitintegriertem4-Wege-Spezialventil（sieheBild）.DieAuslegungswärmeleistungistfüralleHeizkörpergleich650W.Systemtemperaturen65/55°C,Dichte=981kg/m³=konst.Heizkörper6wurdesodimensioniert,dassseineNormwärmeleistung（nachDINEN442）800Wbeträgt.DerAuslegungsdruckverlustdesgesamtenEinrohrheizkreises（ohneHeizkörperventileundHeizkörper）beträgt（l*R+Z）=11000Pa.
Bild:
SchematischeDarstellungderEinrohrheizung
Bild:
DruckverlusteinesHeizkörpersmitintegriertem4-Wege-Spezialventil
1.1:
BerechnenSiefürden6-tenHeizkörperdieVorlauftemperaturundermittelnSiefürdiesenHeizkörperdieAbkühlungdesRingmassestromesdurchdenHeizkörper（nachdem„Mischvorgang“）.
1.2:
BestimmenSiedieTemperaturänderungdesMassestromesdurchHeizkörper6.
Hinweis:
NurAngabedesRechenweges（=Gleichungen）erforderlich!
.
1.3:
FürwelchenVolumenstromundfürwelcheFörderhöhemussdiePumpeausgelegtwerden,wennalleHeizkörperdengleichenAbzweigfaktorhabenundfüralledasgegebeneDruckverlustnomogrammgilt?
AufgabeZweirohrheizung:
DienachstehendeAbbildungzeigtdasunmaßstäbliche,nichtvollständigeSchemaeinerZweirohr-Pumpenwarmwasserheizung.Auslegungswärmeleistung27300W.Systemtemperaturen70/50°C.DiePumpeistDifferenzdruck-geregelt.MessaufnehmerdirektanderPumpe.DerkonstanteSollwertderFörderhöheistbeiderInbetriebnahmeeinzustellen.DasichdieausführendeFirmakürzereMontagezeitenversprichtsollenalleHeizkörperdiegleichenThermostatventileundeinstellbareRücklaufverschraubungenerhalten.
Bild:
Zweirohr-PumpenwarmwasserheizungmitregelbarerPumpe
Gegeben:
Thermostatventil（ThV）:
kV,XP=2K=0,28m³/h
Rücklaufverschraubung（RV）:
sieheNomogramm
Heizkörper1（HK1）:
Auslegungswärmeleistung:
1850W
DruckverlustdesgesamtenStromkreisesdurchHK1
（ohneThVundRV）11500Pa
Heizkörper2（HK2）:
Auslegungswärmeleistung:
1040W
DruckverlustdesgesamtenStromkreisesdurchHK2
（ohneThVundRV）14000Pa
HeizkörperDINStahlradiatoren
Anlagenhöhe:
HöheüberMitteMembranausdehnungsgefäß:
:
8m
MembranausdehnungsgefäßNennvolumen50l
Anlageninhalt500l
Bild:
DruckverlustderRücklaufverschraubunginAbhängigkeitvonderEinstellzahl（Zwischenwertez.B.6,3sindmöglich）
AngabenzurPumpe:
sieheKennlinienfeld
Bild:
KennlinienfeldderregelbarenPumpeinAbhängigkeitvonderPumpendrehzahlundPumpenwirkungsgrad（gültigfüralleDrehzahlen）
Drehzahl:
1/min
2.1:
ErmittelnSiedieEinstellzahlenderRücklaufverschraubungenandenHeizkörpern1und2undKennzeichnenSiedieseimNomogramm
2.2:
IstderEinsatzdiesesThermostatventilsanallenHeizkörpernsinnvoll（NachweisnurfürHK1undHK2erforderlich）
2.3:
WelcherVordruckistfürdasMembranausdehnungsgefäßzuwählenundistdasNennvolumenfürdenplanmäßigenBetriebausreichend?
Hinweis:
Esistdavonauszugehen,dassdasMAGsichnichterwärmt.
2.4:
IstdiePumpehinsichtlichdererforderlichenFörderhöheunddesFörderstromesgeeignet?
AufwelchenSollwertderFörderhöhemussdiePumpeeingestelltwerdenundwelcheelektrischeLeistungsaufnahmeergibtsichfürdenAuslegungsfall.
AufgabeZweirohrheizung:
DienachstehendeSkizzezeigteineZweirohrheizungmiteinemHeizkreis.System-temperaturen70/55°C.Raumtemperatur20°C.GeschlosseneAnlagemitMembran-ausdehnungsgefäß（MAG）.DieNormheizlastderdreiRäumebeträgtjeweils2300W.Thermostatventil（ThV）gemäßnachfolgendemkv-Diagramm.DieVentilauthoritätsollamungünstigstenVerbraucher0,4betragen.
Fernergegeben:
Plattenheizkörper;n=1,3;längenbezogeneNormwärmeleistung（nachEN442）
2295
W/m
DruckverlustdesgesamtenStromkreisesdurchHK1（ohneThV）
6650
Pa
DruckverlustdesgesamtenStromkreisesdurchHK2（ohneThV）
9600
Pa
DruckverlustdesgesamtenStromkreisesdurchHK3（ohneThV）
10650
Pa
AnsprechüberdruckSicherheitsventil
?
bar
SchließdruckdifferenzSicherheitsventil
0,5
bar
AnlagenhöheüberMitteMAG
6
m
NennvolumendesMAG
10
l
Anlageninhalt
90
l
KennlinienfelddesThermostatventils
1.1:
BerechnenSiedieerforderlicheBaulängederHeizkörper.
Hinweis:
EineErhöhungderVorlauftemperaturistnichtmöglich.
1.2:
BestimmenSiefürdieThermostatventileandenHeizkörpern1und3（HK1undHK3）diegeeigneten（ganzzahligen!
）Einstellzahlen.
1.3:
WelchenVordruckmußdasMAGhabenundwiegroßmußderAnsprechüberdruckdesSicherheitsventilsmindestenssein,wennfürdenplanmäßigenBetriebdasMAGausreichendbemessenseinsoll.Hinweis:
DasMAGerwärmtsichimBetriebauf30°C.!
AufgabeWärmepumpeGW-D-:
FüreinGebäudemitFußbodenheizung（35°C/30°C）solleineWärmepumpeausgelegtwerden.NachdenTarifbestimmungendesEVUskannderStromamTagfürmaximal2Stundenabgeschaltetwerden（Sperrzeit）.
NormheizlastdesGebäudes:
7kW
ZuschlagfürTrinkwassererwärmung:
1kW
Wärmepumpe:
sieheKennfeld
Wärmequelle:
GrundwasserGrundwassertiefe（Tiefststand）:
hGW=8m
Grundwassertemperatur:
GW=7,5°C
Grundwasserpumpe:
sieheAuswahlkennfeld
+
a）IstdieWärmepumpegeeignet?
b）WelcheLeistungsaufnahmehatdieGrundwasserpumpewenndiesemiteinemPumpenwirkungsgradvon0,3arbeitet?
c）BerechnenSiedieJahresarbeitszahl„Heizen“nachVDI4650undzeichnenSiedieWerteindieDiagrammeein.
d）BerechnenSiedenStromverbrauch,wenndasGebäude8000KWhHeizenergieproJahrverbraucht?
KennfeldWärmepumpe
BildKorrekturfaktorenzurErmittlungderJahresarbeitszahleinerSole/Wasser-undWasser/Wasser,nachVDI4650
AufgabeTrinkwarmwasserNichtwohngebäude:
FüreinGebäude（nichtWohnbereich）istfolgenderWarmwasserbedarfgegeben.
Uhrzeit
Verbraucher
Warmwasserbedarf
l
Zapftemperatur
°C
10:
00-18:
00
Küche
600
40
8:
00-12:
00
Produktion
700
50
13:
00-17:
00
Produktion
700
50
12:
00-12:
30
Sozialraum-Duschen
300
40
18:
00-18:
30
Sozialraum-Duschen
600
40
ZurDeckungdiesesBedarfswirdein1000lTrinkwasserspeicher（Speichertemperatur60°C）mitinnenliegendenWärmetauschermiteinerHeizleistungvon20kWeingesetzt.DieNachheizungbeginnt,wenn40%dergespeichertenWärmeentnommenwurdeundendet,wennderSpeicherwiedervollständiggefülltist.
1:
ZeichenSieindasnachfolgendeWärmeschaubilddieBedarfslinieunddieHeizlinieein.
（Hinweis:
DichtedesWassersist1000kg/m³=konst.）
2:
IstdasSystemzurTrinkwassererwärmungausreichenddimensioniert?
AufgabeDampfheizung:
WowirdderEconomiserbeiderDampferzeugunginderAnlageeingesetzt?
（Skizze）
UmwievielProzent（%）verbessertsichderWirkungsgradderAnlage,wenndasAbgasum100°CdurchdenEconomiserabgekühltwird?
AufgabeDampfheizung:
EinDampferzeugererzeugtproStunde3000kgSattdampfbeieinemAbsolutdruckvon10bar.DasSpeisewasserströmtmiteinerTemperaturvon70°CindenDampferzeugerein.
a）WiehochistdieTemperaturdesSattdampfes?
WiegroßistdieVerdampfungsenthalpie?
b）WelcheKesselleistung（inkW）hatderDampferzeuger?
呃
c）WiemussdasFrischwasserzurEinspeisungalsSpeisewasseraufbereitetwerden?
（AufzählungderAnlagenkomponentenundAngabederFunktion）
C:
StoffdatenWasser-Dampftafel:
2bis120bar
AufgabeZweirohrheizungmitFußbodenheizung:
GegebenseieineHeizungsanlagemitÖl-BrennwertkesselineinemGebäudemitinsgesamt5Etagen（UG,EG,1.OG,2.OG.3.OG）.DiemittlereGeschoßhöheist3,3m.DieHeizzentralebefindetsichimUG.DieAuslegungsvor-undRücklauftemperaturfürdieHeizkörperist55°C/45°C.
Tabelle:
Räume-Heizkörper
AnzahlRäume
Raumtemperatur[°C]
Norm-Heizlast[W]jeRaum
30
20
840
Tabelle:
Räume-Fußbodenheizung
Raum
Fläche[m²]
Raumtemperatur[°C]
Heizlast[W]
1
20
20
1200
2
50
20
2200
Tabelle:
ErgebnisderDruckverlustberechnungfürdenAuslegungsfall
Teilstrecke
Druckverlust[Pa]
Hinweise
MAG-VV
1600
VV-P1
1550
P1-HK1-RS
1400
ohneThermostatventil
P1-HK30-RS
5580
ohneThermostatventil
RS-MAG
800
Anlagenvolumen:
141l
Sicherheitsventil:
Ansprechüberdruck2,5bar
Ausdehnungsgefäß:
zurVerfügungstehendeModelle（VordruckundNennvolumen）
10l
20l
30l
40l
50l
0,5bar
O
O
O
O
O
1,0bar
O
O
O
O
O
1,5bar
O
O
O
O
O
a）WiegroßmüsstedieerforderlicheBreitederHeizkörpersein,wenndieHeizkörpereineBauhöhevon500mmhabensollenundinjedemRaumein
（1）zweilagigerHeizköperinstalliertwerdensoll.
b）WählenSiefürdieThermostatventileanHeizkörper1und36diegeeignetenEinstellzahlen.
c）IstdiePumpe（sieheKennlinenfeld）fürdenHeizkörperheizkreisgeeignet
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