Abb.1: Aufbau Modellhaus (Innenansicht von oben) ohne Wärmedämmung
Verwendete Geräte:
Pyrometer: Wattmeter: (SN 004)
Messunsicherheit: ±1% Zeitfehler: 1%
Reproduzierbarkeit: ±0,5% Drift: Digit/Minute
Emissionsgrad: 0,90 Nullpunktfehler: max. 3 Digit
Temp. Meter: Temp. Meter: (Handgerät)
“PHYWE” 4-1 SN 006 „PHYWE“ Order No. 07140.00
Voltmeter:
„FLUKE“ 8845A 6-½ Digit
Messunsicherheit: ±(% Messwert + % Bereich)
Volt AC 0,1 + 0,02
Volt DC 0,002 + 0,0004
Micro-Foil Heat Flux Sensor:
RdF P/N 27060-2
Serial No. 0/048888 2,18
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1 abgemessene Werte
Aufgabenstellung:
I.Heizleistung, die benötigt wird um das Haus auf konstanter Temperatur zu halten
II.Wärmedurchgangskoeffizient k der Glasscheiben
III.Wärmeleitkoeffizient λ der Einfachverglasung
IV.Berechnung des mittleren k – Wertes des Thermohauses
Lösungsansatz:
Das Modellhaus wird so aufgeheizt, dass bei den Messungen ein stationäre Wärmeleitung vorliegt (die Temperaturdifferenz ∆T bleibt konstant)
Zur Lösung führt uns der „Energieerhaltungssatz“ (Er sagt aus, dass die Gesamtenergie eines abgeschlossenenkonservativenSystems nicht verändert werden kann.)
Zur Berechnung werden folgende Werte gemessen (siehe Abb.2: Wandquerschnitt)
-T1: Temperatur innen (1-2cm Abstand von der Glasscheibe)
-T1*: Temperatur innen (direkt an der Glasscheibe)
-T2*: Temperatur außen (direkt an der Glasscheibe)
-T2: Temperatur außen (1-2cm Abstand von der Glasscheibe)
Somit ist die Energie die eingespart werden könnte, bei dem 3-fach-Glas mit Bedampfung (4) am höchsten.
Der Übergang von der Einfach- zur Doppelverglasung hat die größte Differenz (1,68 ) des k-Wertes. Von der Doppelverglasung zum 2-fach-Glas mit Bedampfung ist die Differenz ähnlich der vorherigen (1,40 ).
Die geringste Differenz liegt von dem 2-fach-Glas mit Bedampfung zum 3-fach-Glas mit Bedampfung vor (0,82 ).
Somit wäre allein die Nutzung einer Doppelverglasung im Gegensatz zur Einfachverglasung schon eine gewinnbringende Energiesparmaßnahme!
Literaturverzeichnis
Taschenbuch der Physik
Horst Kuchling 19. Auflage, 2007, ISBN 978-3-446-41028-2