MODUL IV
Brennwerttechnik Seite 53

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14.3 Funktionsbeschreibung

Das Zeba-Brennwertdemonstrationsgerät dient zur Darstellung des Kondensationsvorgangs in Brennwertgeräten und der Veranschaulichung der unterschiedlichen Energiebilanzen.

Der oben angebrachte Katalytbrenner wird mit einem Propan/Butan Gemisch betrieben. Er befindet sich in der Glasbrennkammer, in die nur Primärverbrennungsluft durch die Ansaugdüsen des Brenners strömt. Dadurch wird eine sehr ruhige katalytische Verbrennung erzielt. Der darunter liegende Wärmetauscher wird langsam von den erwärmten Gasen umströmt und entzieht, bei entsprechender Rücklauftemperatur, der im Brenner befindlichen Luft die Feuchtigkeit.

Je nach Einstellung der Durchflussmenge, Kühlwassertemperatur und Katalytbrennertemperatur ergibt sich ein entsprechender Wirkungsgrad. Die Menge des Kondensats zeigt dabei deutlich, ob die jeweiligen Einstellungen optimal gewählt worden sind. Die gewonnene Kondensationswärme wird dem Wärmetauscher zugeführt. Das am Glaswärmetauscher anfallende Kondensat tropft in die Kondensatfalle ab und kann durch den Kugelhahn entnommen werden. Der regelbare Ventilator entsorgt die entstehenden Abgase.


14.4 Inbetriebnahme

Da das Modell bereits montiert geliefert wird, ist seine Inbetriebnahme in kürzester Zeit möglich.

Nachdem das Modell an einem sicheren Standort aufgestellt ist, und die Bestandteile der Lieferung kontrolliert wurden, sollten zuerst die modularen Rohrstrecken leicht nachgezogen werden, die sich beim Transport eventuell gelöst haben.

Danach wird der Wasserkreislauf angeschlossen (sinnvollerweise über einen Thermostat), die Einstellung des Druckwächters (max. 1 bar) kontrolliert und die Anlage auf Dichtheit überprüft.

Der Durchfluss sollte bis zum Maximum des Durchflussmessers (25 l/H) durch den Kugelhahn im Zulauf regelbar sein (Druckminderereinstellung). Eventuell müssen die Rohrstrecke und die Glasbrennkammer nochmals gegeneinander ausgerichtet werden, um einen stetigen Durchfluss durch die hitzebeständigen, weichen Silikonschläuche an den Anschlüssen des Wärmetauschers zu gewährleisten. Nun können die Fühler der Digitalthermometer in die Messstutzen eingeführt werden. Diese sollten vorab mit Vaseline oder Silikonöl befeuchtet werden, um die Gummidichtungen zu schonen. Die Spannungsversorgung des Ventilators wird auf der Rückseite des Modulträgers eingehängt und die zwei Stecker polungsrichtig eingesteckt.

Nachdem der Regler am Netz (230V/50 Hz) angeschlossen wurde, prüft man die Drehrichtung des Ventilators durch Einschalten und Justierung auf die höchste Drehzahl. Der am Abgasrohr austretende Luftstrom ist mit der Hand leicht zu bemerken. Sollte der Luftstrom nach innen auf den Wärmetauscher gerichtet sein, ist die Polung der Stecker nicht korrekt und muss getauscht werden.

Die Gasflasche wird in das Feinregulierventil eingeschraubt und dann senkrecht mit dem Ventil nach oben fest am Modulträger eingehängt und gesichert. Der Sitz des Schlauchanschlusses am Brenner darf nicht gelockert sein. Auch hier muss nach dem Transport eine Prüfung auf Dichtheit erfolgen. Dies ist ganz einfach durch Öffnen des Feinregulierventils und Betrachtung des nach oben gedrehten Brenners im Gegenlicht möglich. Wird eine Schlierenbildung am Anschlussstutzen des Schlauchs festgestellt, ist die Verbindung vor Inbetriebnahme fest zu ziehen. Der Brenner muss bei diesem Test in Brennrichtung nach oben gehalten werden, da sonst eine Schlierenbildung durch Gasaustritt an den Zuluftöffnungen der primären Verbrennungsluft entstehen kann.

Die Kondensatablaufstelle besitzt einen einstellbaren Ablasshahn, dessen Gegenmutter zu Beginn gelöst werden muss und nach einigen Bewegungen wieder fixiert wird.


14.5 Messvorgang - Versuchsaufbau

Sind alle beschriebenen vorbereitenden Maßnahmen durchgeführt, ist das Brennwertmodell betriebsbereit.

Der Ventilatorregler wird nun eingeschalten und auf eine mittlere Drehzahl eingestellt.

Brennerstart:

Der Brenner wird mit dem Katalytgewebe nach oben gehalten und die Gaszufuhr geöffnet. Das Feinregulierventil regelt sehr präzise. Allerdings treten Druckänderungen erst nach einer kurzen Zeitverzögerung ein.

Das Gas kann nun entzündet werden. Nachdem die katalytische Verbrennung begonnen hat - leicht am Verschwinden der Flamme und dem folgenden Aufglühen des Gewebes zu erkennen - wird der Brenner langsam in die Glasbrennkammer eingeführt und dort mittig platziert.

Grafik: Brennereinstellung


Feinregulierventil
zurückdrehen
Optimal Feinregulierventil öffnen


Der Ventilator muss nun ganz zurückgeregelt werden. Eine Mindestdrehzahl ist aus Sicherheitsgründen werkseitig eingestellt.

Abhängig von den Eingangsgrößen beginnt nach kurzer Zeit die Kondensation und ein Messprotokoll kann erstellt sowie verschiedene Versuchsmessungen durchgeführt werden.


In den folgenden beiden Grafiken sind verschiedene Versuchsaufbauten dargestellt, mit denen man verschiedene Messungen in Abhängigkeit vom Durchfluss durchführen kann. Die letzte Grafik zeigt ein Beispiel für ein von den Schülern auszufüllendes Messprotokoll.

Grafik: Versuchsaufbau


 

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