Test report

Versuch zur Wärmedämmung und Heizleistung

689 Words / ~8 pages
<
>
swopdoc logo
Download
a) trade for free
b) buy for 2.61 $
Document category

Test report
Physics

University, School

HWI Hamburg

Author / Copyright
Text by Kåre J. ©
Format: PDF
Size: 0.19 Mb
Without copy protection
Rating [details]

Rating 3.2 of 5.0 (11)
Live Chat
Chat Room
Networking:
1/3|59.0[-0.5]|0/3







More documents
Labor Elektrotechnik Versuchsauswert­ung und Laborprotokoll Student: Matrikelnummer: 1099760 Studiengang: Wirtschaftsinge­nie­urwesen Studienzentrum: München Versuchstag: 11.10.2014 Versuch 2: Oszilloskop im Grundstromkreis Messungen mit dem Tastkopf Der Tastkopf ist ein kompakter frequenzkompens­ier­ender Spannungsteiler­. Es handelt sich dabei um einen komplexen Widerstand, bestehend aus einem Ohm’schen Widerstand und einem Kondensator. Das Teilverhältnis für alle Frequenzen muss gleich sein, um…

Versuch zur Wärmedämmung und Heizleistung


Versuchsaufbau:


Modellhaus (Innenansicht von oben):

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


_____________

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:


  1. Das Modellhaus wird so aufgeheizt, dass bei den Messungen ein stationäre Wärmeleitung vorliegt (die Temperaturdifferenz ∆T bleibt konstant)
  2. Zur Lösung führt uns der „Energieerhaltungssatz“ (Er sagt aus, dass die Gesamtenergie eines abgeschlossenen konservativen Systems nicht verändert werden kann.)
  3. 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)


Abb. 2: Wandquerschnitt

Download Versuch zur Wärmedämmung und Heizleistung
Click on download to get complete and readable text
• This is a free of charge document sharing network
Upload a document and get this one for free
• No registration necessary, gratis
  1. Zusammenhang der physikalischen Größen:


Wärmeleitkoeffizient: λ


in


Wärmeübergangskoeffizient: α


in


Wärmedurchgangskoeffizient: k


oder in


Gemessene Maße:


Breite

Höhe

Stärke

Styropordach

38,2cm

38,2cm

4,3cm

Grundfläche (Holz)

38,2cm

38,2cm

2cm

Holzwand

24cm

25,3cm

6cm

Einfachglas (1)

25,2cm

25,2cm

0,5cm

Doppelglas (2)

25,2cm

25,2cm

2,5cm

2-fach-Glas mit Bedampfung (3)

25,2cm

25,2cm

2,6cm

3-fach-Glas mit Bedampfung (4)

25,2cm

25,2cm

2,9cm

Tab.1: Maße des Versuchsobjektes


Ermittelte Werte:

Die Oberflächentemperatur wurde mit Hilfe seiner Wärmestrahlung anhand eines Pyrometers, die Zimmer- und die weiteren Temperaturen durch Thermoelemente ermittelt und der Wärmestrom mit Hilfe der Wärmedurchgangssonde und dem Voltmeter.


Glas:

T1

T1*

T2

T2*

U

Glas (1)

46,7°C

42°C

21,8°C

38,3°C

0,26 mV

119,27 W/m²

Glas (2)

43,9°C

48,8°C

21,8°C

31,5°C

0,15 mV

68,81 W/m²

Glas (3)

45,9°C

50,0°C

21,8°C

27,3°C

0,09 mV

41,28 W/m²

Glas (4)

47,5°C

50,5°C

21,8°C

25°C

0,05 mV

22,94 W/m²

Tab.2: Gemessene Temperaturwerte und Wärmestrom

I.) Bestimmung der Heizleistung:


Messung anhand von Thermoelementen, Stoppuhr und Wattmeter.


Haus

konstante Temperatur T

Messzeit

t

abgelesene Werte c

Heizleistung c: t

ungedämmt

51°C

300s

1,201*104Ws

40,03 W

Tab.3: Messungen zur Bestimmung der Heizleistung


II. & III.) Berechnung der Werte:


Wärmedurchgangskoeffizienten k


Aufgrund von ∆T = ∆T1 + ∆T2 + ∆T3


und = = =


folgt:


1.) 2.)


3.) 4.)


Somit ergibt sich:


; in


Glas (1):

=


Glas (2):

=


Glas (3):

=

Glas (4):

=


IV.) Berechnung des mittleren k-Wertes:


Material

A

s

λ

k

k*A

Glas (1)

0,0635

0,0050 m

0,024

4,79

0,3042

Glas (2)

0,0635

0,0025 m

--

3,11

0,1975

Glas (3)

0,0635

0,0026 m

--

1,71

0,1086

Glas (4)

0,0635

0,0029 m

--

0,89

0,0565

Holz

0,0607

0,0600 m

0,130

1,58

0,0959

Holz (Boden)

0,1459

0,0200 m

0,130

3,09

0,4508

Styropor

0,1459

0,0430 m

0,030

0,62

0,0905

Tab.4: Berechnung des mittleren k-Wertes


à kHolz = 1,58


à kStyropor = 0,62


è kMittel = = 2,15


Aus der Gleichung 4.)


folgt = = = 38,08 W


Schlussbetrachtung:


Anmerkung zur Temperatur T1 :

Der Wert der Temperatur erscheint uns fehlerhaft, da die Temperatur vor der Einfachverglasung nach unserer Vermutung deutlich geringer sein müsste. Als Ursache vermuten wir entweder eine Fehlfunktion oder eine Fehlstellung (Abstand zur Glühlampe) des Thermoelementes.


Der über die k-Werte berechnete Energieverbrauch von 38,08 W liegt in der Nähe des gemessenen Wertes unter I.) von 40,03 W.

Somit sollten die k-Werte für die weitere Betrachtung eine gute Grundlage bilden.


Anhand der ermittelten k-Werten erkennen wir, dass der Wärmedurchgangskoeffizient k von den unterschiedlichen Verglasungen von Glas (1) bis hin zu Glas (4) abnimmt.

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 ).


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


Website zum Physik Praktikum

Versuch zur Wärmedämmung und Heizleistung: “PHYWE” 4-1           SN 006                                   „PHYWE“ Order No
Versuch zur Wärmedämmung und Heizleistung: Somit sollten die k-Werte für die weitere Betrachtung eine gute Grundlage bilden

Legal info - Data privacy - Contact - Terms-Authors - Terms-Customers -
Swap+your+documents