Optimierung des Vereisungsschutzes bei Platten-Enthalpieübertragern zur Reduktion von elektrischen Leistungsspitzen
- Titel
- Optimierung des Vereisungsschutzes bei Platten-Enthalpieübertragern zur Reduktion von elektrischen Leistungsspitzen
- Autor/in
- Datierung
- 09.06.2023
- Beschreibung
- Die vorliegende Arbeit behandelt zwei Schwerpunkte. Zum einen wird der Start der Vereisung sowie das Vereisungsverhalten von einem Platten- Enthalpierückgewinner systematisch im Labor untersucht. Zum anderen werden mit den erarbeiteten Erkenntnissen verschiedene Vereisungsschutzstrategien optimiert und beurteilt. Auf Grundlage eines ersten Laborversuches geben die Messdaten im h,x-Diagramm Aufschluss über die Luftkonditionen welche zu einem Start der Vereisung führen. Mittels eines weiteren Laborversuches wurde die Art und Verteilung der Vereisung visuell untersucht und eine Vereisungsschutzstrategie gemessen. Mit den Erkenntnissen aus dem Labor wurden die Vereisungsschutzstrategien auf ihre Leistungsspitze und ihren Einfluss auf die Behaglichkeitskriterien untersucht. Die Ergebnisse zeigen das die optimale Vereisungsschutzstrategie massgeblich von der Anwendung abhängt. Liegen die Aussenlufttemperaturen am Standort ganzjährig oberhalb von -9°C muss bei einem Platten-Enthalpierückgewinner im Wohnungsbau mit typischen Abluftfeuchten von durchschnittlich 30% r.F. im Winter keine Vereisungsschutzstrategie berücksichtigt werden. Liegen die minimalen Aussenlufttemperaturen tiefer und eine Luftvolumenstromreduzierung zulässig ist, führt eine balancierte Reduktion des Luftvolumenstroms zu einer deutlichen Verzögerung der Vereisung und es resultiert keine Leistungsspitze. Kann der Luftvolumenstrom nicht reduziert werden führt ein Bypass als Vereisungsschutzstrategie zu der geringsten Leistungsspitze. Jedoch kann dabei nicht die volle Feuchterückgewinnung ausgenutzt werden. Ist die Feuchterückgewinnung für die Anwendung unersetzlich, sollte eine Vorwärmung als Vereisungsschutzstrategie eingesetzt werden.
The present work deals with two focal points. On the one hand, the start of icing and the icing behaviour of a plate enthalpy recuperator are systematically investigated in the laboratory. On the other hand, various icing protection strategies are optimised and evaluated with the knowledge gained.
Based on a first laboratory test, the measurement data in the h,x-diagram provide information about the air conditions that lead to the start of icing. By means of another laboratory test, the type and distribution of icing was visually examined and an anti-icing strategy was measured. With the findings from the laboratory, the anti-icing strategies were examined for their peak performance and their influence on the comfort criteria.
The results show that the optimal anti-icing strategy depends significantly on the application. If the outdoor air temperatures at the location are above -9°C all year round, no anti-icing strategy needs to be considered for a plate-type enthalpy recuperator in residential buildings with typical extract air humidities of 30% RH on average in winter.
If the minimum outside air temperatures are lower and an air volume flow reduction is permissible, a balanced reduction of the air volume flow leads to a significant delay in icing and no performance peak results. If the air volume flow cannot be reduced, a bypass as an icing protection strategy leads to the lowest performance peak. However, the full moisture recovery cannot be utilised. If moisture recovery is irreplaceable for the application, preheating should be used as an anti-icing strategy.
- Die vorliegende Arbeit behandelt zwei Schwerpunkte. Zum einen wird der Start der Vereisung sowie das Vereisungsverhalten von einem Platten- Enthalpierückgewinner systematisch im Labor untersucht. Zum anderen werden mit den erarbeiteten Erkenntnissen verschiedene Vereisungsschutzstrategien optimiert und beurteilt. Auf Grundlage eines ersten Laborversuches geben die Messdaten im h,x-Diagramm Aufschluss über die Luftkonditionen welche zu einem Start der Vereisung führen. Mittels eines weiteren Laborversuches wurde die Art und Verteilung der Vereisung visuell untersucht und eine Vereisungsschutzstrategie gemessen. Mit den Erkenntnissen aus dem Labor wurden die Vereisungsschutzstrategien auf ihre Leistungsspitze und ihren Einfluss auf die Behaglichkeitskriterien untersucht. Die Ergebnisse zeigen das die optimale Vereisungsschutzstrategie massgeblich von der Anwendung abhängt. Liegen die Aussenlufttemperaturen am Standort ganzjährig oberhalb von -9°C muss bei einem Platten-Enthalpierückgewinner im Wohnungsbau mit typischen Abluftfeuchten von durchschnittlich 30% r.F. im Winter keine Vereisungsschutzstrategie berücksichtigt werden. Liegen die minimalen Aussenlufttemperaturen tiefer und eine Luftvolumenstromreduzierung zulässig ist, führt eine balancierte Reduktion des Luftvolumenstroms zu einer deutlichen Verzögerung der Vereisung und es resultiert keine Leistungsspitze. Kann der Luftvolumenstrom nicht reduziert werden führt ein Bypass als Vereisungsschutzstrategie zu der geringsten Leistungsspitze. Jedoch kann dabei nicht die volle Feuchterückgewinnung ausgenutzt werden. Ist die Feuchterückgewinnung für die Anwendung unersetzlich, sollte eine Vorwärmung als Vereisungsschutzstrategie eingesetzt werden.
- Urheberrechtshinweis
- Ferber Julius, Hirschi Timo Janic, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
HSLU
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
Werk
- Titel
- Optimierung des Vereisungsschutzes bei Platten-Enthalpieübertragern zur Reduktion von elektrischen Leistungsspitzen
- Beschreibung
- Die vorliegende Arbeit behandelt zwei Schwerpunkte. Zum einen wird der Start der Vereisung sowie das Vereisungsverhalten von einem Platten- Enthalpierückgewinner systematisch im Labor untersucht. Zum anderen werden mit den erarbeiteten Erkenntnissen verschiedene Vereisungsschutzstrategien optimiert und beurteilt. Auf Grundlage eines ersten Laborversuches geben die Messdaten im h,x-Diagramm Aufschluss über die Luftkonditionen welche zu einem Start der Vereisung führen. Mittels eines weiteren Laborversuches wurde die Art und Verteilung der Vereisung visuell untersucht und eine Vereisungsschutzstrategie gemessen. Mit den Erkenntnissen aus dem Labor wurden die Vereisungsschutzstrategien auf ihre Leistungsspitze und ihren Einfluss auf die Behaglichkeitskriterien untersucht. Die Ergebnisse zeigen das die optimale Vereisungsschutzstrategie massgeblich von der Anwendung abhängt. Liegen die Aussenlufttemperaturen am Standort ganzjährig oberhalb von -9°C muss bei einem Platten-Enthalpierückgewinner im Wohnungsbau mit typischen Abluftfeuchten von durchschnittlich 30% r.F. im Winter keine Vereisungsschutzstrategie berücksichtigt werden. Liegen die minimalen Aussenlufttemperaturen tiefer und eine Luftvolumenstromreduzierung zulässig ist, führt eine balancierte Reduktion des Luftvolumenstroms zu einer deutlichen Verzögerung der Vereisung und es resultiert keine Leistungsspitze. Kann der Luftvolumenstrom nicht reduziert werden führt ein Bypass als Vereisungsschutzstrategie zu der geringsten Leistungsspitze. Jedoch kann dabei nicht die volle Feuchterückgewinnung ausgenutzt werden. Ist die Feuchterückgewinnung für die Anwendung unersetzlich, sollte eine Vorwärmung als Vereisungsschutzstrategie eingesetzt werden.
The present work deals with two focal points. On the one hand, the start of icing and the icing behaviour of a plate enthalpy recuperator are systematically investigated in the laboratory. On the other hand, various icing protection strategies are optimised and evaluated with the knowledge gained.
Based on a first laboratory test, the measurement data in the h,x-diagram provide information about the air conditions that lead to the start of icing. By means of another laboratory test, the type and distribution of icing was visually examined and an anti-icing strategy was measured. With the findings from the laboratory, the anti-icing strategies were examined for their peak performance and their influence on the comfort criteria.
The results show that the optimal anti-icing strategy depends significantly on the application. If the outdoor air temperatures at the location are above -9°C all year round, no anti-icing strategy needs to be considered for a plate-type enthalpy recuperator in residential buildings with typical extract air humidities of 30% RH on average in winter.
If the minimum outside air temperatures are lower and an air volume flow reduction is permissible, a balanced reduction of the air volume flow leads to a significant delay in icing and no performance peak results. If the air volume flow cannot be reduced, a bypass as an icing protection strategy leads to the lowest performance peak. However, the full moisture recovery cannot be utilised. If moisture recovery is irreplaceable for the application, preheating should be used as an anti-icing strategy.
- Die vorliegende Arbeit behandelt zwei Schwerpunkte. Zum einen wird der Start der Vereisung sowie das Vereisungsverhalten von einem Platten- Enthalpierückgewinner systematisch im Labor untersucht. Zum anderen werden mit den erarbeiteten Erkenntnissen verschiedene Vereisungsschutzstrategien optimiert und beurteilt. Auf Grundlage eines ersten Laborversuches geben die Messdaten im h,x-Diagramm Aufschluss über die Luftkonditionen welche zu einem Start der Vereisung führen. Mittels eines weiteren Laborversuches wurde die Art und Verteilung der Vereisung visuell untersucht und eine Vereisungsschutzstrategie gemessen. Mit den Erkenntnissen aus dem Labor wurden die Vereisungsschutzstrategien auf ihre Leistungsspitze und ihren Einfluss auf die Behaglichkeitskriterien untersucht. Die Ergebnisse zeigen das die optimale Vereisungsschutzstrategie massgeblich von der Anwendung abhängt. Liegen die Aussenlufttemperaturen am Standort ganzjährig oberhalb von -9°C muss bei einem Platten-Enthalpierückgewinner im Wohnungsbau mit typischen Abluftfeuchten von durchschnittlich 30% r.F. im Winter keine Vereisungsschutzstrategie berücksichtigt werden. Liegen die minimalen Aussenlufttemperaturen tiefer und eine Luftvolumenstromreduzierung zulässig ist, führt eine balancierte Reduktion des Luftvolumenstroms zu einer deutlichen Verzögerung der Vereisung und es resultiert keine Leistungsspitze. Kann der Luftvolumenstrom nicht reduziert werden führt ein Bypass als Vereisungsschutzstrategie zu der geringsten Leistungsspitze. Jedoch kann dabei nicht die volle Feuchterückgewinnung ausgenutzt werden. Ist die Feuchterückgewinnung für die Anwendung unersetzlich, sollte eine Vorwärmung als Vereisungsschutzstrategie eingesetzt werden.
- Autor/in
- Datierung
- 09.06.2023
- Format
- 91 Seiten
- Ort
- Sprache
Rechte
- Urheberrecht
- Ferber Julius, Hirschi Timo Janic, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Hinweis zu Rechtsgrundlagen
- Lizenzierung
- Klassifikation