Praktikum Netzkennlinie für Lüfter einer Klimaanlage

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1 HTW Dresden V-SM 5 Lehrgebiet Strömungsmaschinen Praktikum Netzkennlinie für Lüfter einer Klimaanlage 1 Ziel des Praktikums Untersuchung des Ventilators einer Klimaanlage im eingebauten Zustand Dazu sind die Kennlinie des Lüfters (Ventilator) im eingebauten Zustand, die Kennlinie der Anlage (Druckverluste über Volumenstrom) und der Arbeitspunkt (Schnittpunkt beider Kennlinien) zu ermitteln und darzustellen 11 Aufbau und Komponenten der Klimaanlage Klimaanlagen für Gebäude bestehen in der Regel aus der Mischkammer für Außenu Umluft, einem Filter, dem Vorerhitzer, dem Kühler, dem Befeuchter, dem Nacherhitzer und aus Ventilatoren die der Förderung der Luft dienen Bei Luftvolumenströmen unter m 3 /h werden im wesentlichen Klimageräte mit Blechgehäuse eingesetzt, die betriebsfertig im Gebäude installiert werden Die vorhandene Klimaanlage ist eine Modellanlage die aus Originalteilen zusammengebaut wurde Mischkammer In der Mischeinrichtung werden Außen- und Umluft praktisch adiabat gemischt Um dies zu realisieren sind entsprechende Jalousiegitter und Regelorgane notwendig Filter Die Aufgabe des Filters ist es, den in der Außen- und Umluft enthaltenen Staub zu binden Es gibt verschiedene Filterarten die sich unterscheiden nach Aufbau, Luftdurchsatz, Druckverlust, Abscheidegrad und Standzeit Der in der Anlage eingesetzte Filter ist ein Taschenfilter und wird als Einsatz industriell hergestellt Vorerhitzer Als Lufterhitzer werden in der Modellanlage elektrischer Widerstandsheizkörper verwendet In der Anlage dienen sie dazu, die kalte Außenluft und die Umluft zu erwärmen Sie können in Stufen von jeweils 1/3 und /3 der elektrischen Leistung geschaltet werden Luftkühler Die Luftkühlung erfolgt mit einer Kaltdampfkältemaschine Bei dieser Anlage erfüllt der Verdampfer die Aufgabe des Luftkühlers und Lufttrockners Weiterhin gehören zur Kälteanlage: Kältemittelverdichter mit Antriebsmotor Verflüssiger mit dem Lüfter Drosselventil Kältemittelbehälter Reglungs- und Messeinrichtungen Tropfenabscheider Bei der Kühlung der Luft wird meistens die Taupunkttemperatur unterschritten, dabei wird Wasser aus der feuchten Luft ausgeschieden das sich am Tropfenabscheider sammeln kann 41

2 Befeuchtung Für die Befeuchtung der Luft ist ein Dampf - Luftbefeuchter eingebaut Der Dampf muss von der Luft vollständig aufgenommen werden Dabei darf es zu keiner Kondensatausscheidung kommen, denn an den feuchten warmen Flächen der Kanäle gibt es eine ideale Brutstätte für Mikroorganismen Der Dampfbefeuchter ist der kleinste seiner Art und besitzt einen 10 l Vorratsbehälter Wasser Nacherhitzer Nach dem Befeuchter ist noch ein elektrischer Nacherhitzer eingebaut, welcher die Luft auf die endgültige gewünschte Raumtemperatur aufheizen kann Ventilatoren Der Zuluftventilator und der Abluftventilator sind Trommelläuferventilatoren Im Betriebsverhalten weicht diese Bauform erheblich vom Radialventilator ab Die Kennlinie hat einen sehr flachen Verlauf Der Vorteil dieser Maschinen, welche gern in Klimaanlagen eingesetzt werden, besteht in der hohen Druckerhöhung im Vergleich zur Umfangsgeschwindigkeit Dadurch ist die Lärmerzeugung klein Gleichzeitig sind die mit den vorwärts gekrümmten Schaufeln und großen Austrittsgeschwindigkeiten erreichbaren Wirkungsgrade begrenzt 1 Skizze der Klimaanlage 4

3 Ventilatorkennlinie Für den Versuch wird nur ein Teil der Klimaanlage benötigt Die Öffnungen zum klimatisierten Raum werden verschlossen Oberhalb des Druckstutzen des Zuluftventilators wurde ein Rohr mit Messöffnung für ein Prandtlrohr eingebaut Diese Einrichtung dient der Bestimmung des Volumenstroms 1 Versuchsdurchführung Drosselklappe unter dem Ventilator schließen und Außen-Fortluftklappen schließen Zuluftventilator in Betrieb nehmen und Stufe 10 einstellen Öffnen der Drosselklappe in ca 10 Stufen oder aller 1m/s Geschwindigkeitszunahme Dabei sind jeweils folgende Messwerte zu ermitteln: Druckdifferenz Messung des statischen Differenzdruckes p st vor- und hinter dem Zuluftventilator Messpunkt F u G mit einer Druckmessdose der Firma Alborn (3 Messwerte, Mittelwert bilden) Strömungsgeschwindigkeit Die Messung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt nach dem Ventilator mit einem Prandtlrohr und der radizierenden Druckmessdose Die Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit in der Mitte des Strömungsquerschnitts als maximale Geschwindigkeit c max (3 Messwerte, Mittelwert bilden) Volumenstrom Der Volumenstroms ist aus der ermittelten Strömungsgeschwindigkeit zu berechnen Der ~ Rohrdurchmesser beträgt d = 0, m 0,8 c c aus max V Ac~ Ventilatorkennlinie darstellen In ein Diagramm ist die Druckerhöhung des Ventilators über dem Volumenstrom aufzutragen Da die Querschnitte der Zu- und Abströmung zum Ventilator ungleich sind, ist die Änderung des dynamischen Druckes zu ermitteln und zur statischen Druckerhöhung zu addieren ( ~ ~ pt pst pdyn pst caus cein ) Die Austrittsfläche beträgt (0,m) und die Eintrittsfläche wird als halbe 4 Eintrittsfläche angenommen, da sich der Querschnitt ändert A Eintritt =0,058m Damit ergibt sich die Eintrittsgeschwindigkeit in den Ventilator zu ~ ~ ( / 4) (0,m) cein caus 0,058m 3 Netzkennlinie Für die Bestimmung der Netzkennlinie der Klimaanlage wird der gleiche Aufbau verwendet Die Außenfortluftklappe wird geöffnet und die Ventilatordrehzahl wird am Einstellregler erhöht 31 Versuchsdurchführung Die Drosselklappe unter dem Ventilator schließen Den Zuluftventilator in Betrieb nehmen Drehzahl in 10 Stufen verändern Es sind folgende Messwerte zu ermitteln: 43

4 Druckdifferenz Die Messung des Differenzdruckes p v erfolgt zwischen den Messpunkten F und G mittels der Druckmessdose der Firma Alborn (3 Messwerte, Mittelwert bilden) Strömungsgeschwindigkeit Die Messung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt nach dem Ventilator mit einem Prandtlrohr und der radizierenden Druckmessdose Die Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit in der Mitte des Strömungsquerschnitts als maximale Geschwindigkeit c max Volumenstrom Der Volumenstrom ist aus der ermittelten Strömungsgeschwindigkeit zu berechnen Der Rohrdurchmesser beträgt d = 0, m V A c~ 0,8 aus 3 Netzkennlinie darstellen Zeichnen Sie die Anlagenkennlinie (Druckverlust über Volumenstrom) in das gleiche Diagramm und wie die Ventilatorkennlinie und bestimmen Sie den Arbeitspunkt der Anlage 4 Aufgabenstellung 1 Nach welchen Kriterien muss die Auslegung von Ventilatoren für Anlagen erfolgen (Arbeitspunkt; Wirkungsgrad) Wie erfolgt die Zuordnung der Bauform des Ventilator im Cordier-Diagramm 44

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