AFT085 Erdwärmesonde mit Heatpipe-Prinzip Bildungsgeräte Thermische Demonstrationsgeräte
1 Beschreibung
Bei der oberflächennahen Geothermie wird die unter der Erdoberfläche gespeicherte Wärmeenergie zu Heizzwecken genutzt.
Sie demonstriert die Funktionsweise einer Erdwärmesonde mit Heatpipe-Prinzip.Der transparente Versuchsaufbau gibt Einblick in den geschlossenen Kreislauf der Wärmeübertragung: Er erlaubt einen klaren Blick auf die Verdunstung in der Heatpipe, die Kondensation im Sondenkopf und Rückfluss des Wärmeträgermediums an der Innenwand des Wärmerohrs dar. Der Aufbau ermöglicht auch einen genaueren Blick auf die grundlegenden Methoden zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit des umgebenden Erdreichs der Erdwärmesonde.
Das Herzstück des Versuchsstandes stellt die Heatpipe dar, deren Betriebsverhalten untersucht wird.Die Heatpipe enthält ein niedrigsiedendes Wärmeträgermedium.Der Wärmeeintrag aus dem Erdreich wird über einen Temperiermantel mit Heizkreislauf simuliert.Die Wärme aus der Wärme Transfermedium auf ein Arbeitsmedium innerhalb des Sondenkopfes übertragen Sensoren erfassen die Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsmediums im Wärmetauscher Aus diesen Messwerten wird die übertragene Wärmeleistung berechnet Die Software verwendet die gemessenen Werte um die Energiebilanz einer angeschlossenen Wärmepumpe zu simulieren.
Eine Methode zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit des umgebenden Erdreichs stellt der sogenannte Thermal Response Test dar. Eine Pumpe wälzt konstant erhitztes Wasser durch eine in Sand versenkte U-Rohr-Erdwärmesonde.
Dabei werden die Ein- und Austrittstemperatur, der Durchfluss und die Heizleistung der Erdwärmesonde erfasst, aus diesen Messwerten wird die Wärmeleitfähigkeit berechnet.
In einem weiteren Experiment wird ein Sandzylinder mit einer zylindrischen Wärmequelle erhitzt, das radial gestreute thermische Temperaturprofil innerhalb der Sandprobe erfasst und zur Berechnung der Wärmeleitfähigkeit innerhalb der Sandprobe verwendet und die Ergebnisse beider Methoden verglichen Messwerte werden per USB direkt an einen PC übertragen, wo sie mit der mitgelieferten Software analysiert werden können. 2 Spezifikationen
Demonstration der Funktionsweise einer Erdwärmesonde mit Heatpipe-Prinzip Heatpipe aus Glas mit transparentem Temperiermantel Wasser als Arbeitsmedium zur Wärmeabfuhr im Wärmetauscher Zuführung des Arbeitsmediums über das Labornetz oder über Kaltwassersatz WL 110.20 zu gewährleisten eine maximale Wassertemperatur von 16°C Simulation der Energiebilanz einer Wärmepumpe in der Software Kältemittel R1233zd, GWP: 1 Software zur Datenerfassung über USB unter Windows 8.1, 10 3 Technische Daten
Wärmerohrlänge: ca. 1000mm Ø außen, Wärmerohr: ca. 56mm Ø außen, Temperiermantel: ca. 80mm Heizung im Heizkreis Leistung: 2kW Pumpe im Heizkreis max. Durchfluss: 1,9m3/h Leistung Verbrauch: 58W U-Rohr Erdwärmesonde aus Kupfer Länge: ca. 1000mm Pumpe im Thermal Response Test Durchfluss: 4,8…28,2L/h Leistungsaufnahme: max. 60W Heizelement im Wassertank Leistung: 100W Heizung Element im Sandbehälter Leistung: 50W Kältemittel: R1233zd, GWP: 1
Füllmenge: 2,3kg CO2-Äquivalent: 0t Messbereiche Temperatur des Heizelements in der Sandprobe: 0…250°C Durchfluss: 0,4…6L/min 230V, 50Hz, 1 Phase 230V, 60Hz, 1 Phase 120 V, 60 Hz, 1 Phase UL/CSA optional
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untersuchung.
