2.2.1 Physikalisch-chemische Gesetzmässigkeiten Verbrennungsvorgang Verbrennung ist die chemische Verbindung (Oxidation) der brennbaren Elemente von Brennstoffen mit Sauerstoff unter Bildung von Wärme: Kohlenstoff C + O2 → CO2 Wasserstoff 2H + 1/2 O2 → H2O Schwefel S + O2 → SO2 Eine stöchiometrische Verbrennung ist eine vollständige Verbrennung gemäss obigen Gleichungen. Dazu wird eine bestimmte Menge [...]
2.3.1 Holz als Energieträger Holz enthält nebst Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff auch unterschiedlich viel Wasser. Als Mass für die Feuchtigkeit wird verwendet: Wassergehalt Holzfeuchte Für die Trockensubstanz wird oft die Bezeichnung «atro» (= absolut trocken) gebraucht. Der massebezogene Brenn- bzw. Heizwert von Holz ist stark abhängig vom Wassergehalt, jedoch praktisch unabhängig von der Holzart (Bild [...]
2.4.1 Funktionsweise der Kompressions-Wärmepumpe Eine Wärmepumpe ist eine Maschine, welche unter Aufwendung von Arbeit der Umgebung Wärme entzieht und diese dann auf einem höheren Temperaturniveau zu Heizzwecken wieder abgibt. Die abgegebene Heizwärme ist dabei ein Mehrfaches der aufgenommenen Arbeit. Innerhalb der Maschine zirkuliert ein Arbeitsmedium, das Kältemittel (Bild 2.16). Durch Verdampfung des Kältemittels wird im [...]
2.5.1 Übersicht Gebäudetechnische Anwendungen Wassererwärmung Wassererwärmung und Heizung Heizung mit Luftkollektorsystem Schwimmbadbeheizung Stromerzeugung mit Solarzellen kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung mit Hybridkollektor Wassererwärmungsanlagen Der vom Kollektor aufgefangene Teil der Strahlungsenergie wird über den Kollektorkreislauf in den Speicher transportiert (Bild 2.25). Um nachts bei kaltem Kollektor eine Entladung des Speichers zu verhindern, wird ein Rückschlagventil eingebaut. Da [...]
2.7.1 Heizraum Die Grösse des Heizraums sollte eine zweckmässige Installation und Wartung des Wärmeerzeugers, des Wassererwärmers und der gesamten Peripherie ermöglichen (Bild 2.42). Angaben zum Volumen von Brennstofflagern sind in [SIA 384/1] zu finden. Im Weiteren ist auch an kommende Entwicklungen mit meistens grösserem Raumbedarf zu denken. Bei Speichern ist jeweils die Raumhöhe kritisch. Φ [...]
Unterscheidungsmerkmale Für eine bestimmte Aufgabenstellung kommen oft mehrere Wärmeerzeugungssysteme in Betracht. Diese unterscheiden sich hinsichtlich: Erreichbarkeit hoher Temperaturen, Eignung für monovalenten Betrieb, Eignung für kleine oder grosse Leistung, Abhängigkeit der Leistung von der Witterung, Abhängigkeit der Leistung von den Heizkreistemperaturen, Ausnutzung der End- bzw. Primärenergie, Emission von Treibhausgasen und Schadstoffen. Energetischer Vergleich Für die Endenergieausnutzung [...]
Die Wärmeverteilung stellt den Zwischenhandel zwischen Wärmeerzeuger (bzw. Kälteerzeuger) und Wärmeabgabe (bzw. Kälteabgabe) an die Nutzer dar. Wärmeträger sind meist Wasser oder Luft. Die Wärme soll transportiert werden: zur richtigen Zeit, in der richtigen Menge und Temperatur, an den richtigen Ort. Diese Aufgaben haben strömungstechnische und regelungstechnische Aspekte. 3.1.1 Verhalten hydraulischer Netze Das Verhalten von [...]
3.2.1 Funktionsweise von Grundschaltungen Die wasserseitige Verknüpfung von Wärmeerzeugung, Wärmeabgabe und Stellorganen nennt man hydraulische Schaltung. Die unterschiedlichen Eigenschaften der Schaltungen lassen sie für bestimmte Anwendungen geeignet oder ungeeignet erscheinen. Dabei ist meist das Verhalten bei Teillast massgebend. Kriterien zur Beurteilung von hydraulischen Schaltungen können sein: Konstanz des Durchflusses im Wärmeerzeuger und Verbraucher (beeinflusst die [...]
3.3.1 Installationskonzepte Schwerkraftsystem Der Kessel liegt am tiefsten Punkt des Systems. Am Kesselaustritt steigt das erwärmte Wasser infolge seiner geringeren Dichte in die Vorlaufleitung und bringt so die Zirkulation in Gang (Bild 3.19, die Pumpe ist wegzudenken). Es sollten möglichst keine «Säcke» vorkommen. Die anliegende Druckdifferenz zwischen dem Wärmeerzeuger und einem Heizkörper ergibt sich aus [...]
4.1.1 Wärmeleistung Heizkörper übertragen Wärme an den Raum durch Konvektion und Strahlung. Sie werden eingeteilt nach ihrem Strahlungsanteil s (Bild 4.1): s ≈ 0,4: einfache Heizwände. Höhere Strahlungsanteile nur bei behinderter Konvektion (z.T. Fussleistenheizkörper); s ≈ 0,25: zweilagige oder lamellierte Heizwände, Radiatoren; s < 0,15: Konvektoren. Strahlungsanteil 0 wird erreicht, wenn die Strahlung abgeschirmt wird [...]
