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FrederikD
Gast
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 FrederikD Verfasst am: 29. Jul 2013 02:52 Titel: Frage zu einem sensiblen Wärme-Schichtenspeicher |
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Hallo,
ich plane einen theoretischen sensiblen Wärmespeicher, der in der Höhe 20 m beträgt und dessen Masse konstant ist. Das Speichermedium ist Wasser.
Unten im Speicher habe ich eine Heizspirale, die das Wasser dort auf 90°C bei Bedarf aufwärmt. Durch die Schichtbildung und die so geringe Dichte des wärmeren Wassers, steigt dieses nach oben im Speicher, bis am oberen Ende des Speichers 90° C herrscht.
Wenn ich dann weiterheize unten steigt mehr Wasser nach oben. Kann es sein, dass, nachdem keine Energie mehr von unten hinzugefügt wird,dadurch dann irgendwann oben im Speicher mehr als 100°C (es fängt an zu kochen) sind, obwohl unten am speicher dann gerade mal 70°C sind?
Also kann sich die Energie so nach oben hin verteilen, dass es oben kocht und unten nicht?
Ich würde mich über eine Antwort sehr freuen. |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 29. Jul 2013 19:42 Titel: |
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| Zitat: | | Wenn ich dann weiterheize unten steigt mehr Wasser nach oben. Kann es sein, dass, nachdem keine Energie mehr von unten hinzugefügt wird,dadurch dann irgendwann oben im Speicher mehr als 100°C (es fängt an zu kochen) sind, obwohl unten am speicher dann gerade mal 70°C sind? |
nein: temperatur homogenisiert sich freiwillig, ja, aber sie enthomogenisiert sich nicht freiwillig: ein temperaturabfall 90°C auf 70°C am boden ist daher unmoeglich (sofern du nicht zwangsweise "gepumpte" umwaelzung hast)
| Zitat: | | Also kann sich die Energie so nach oben hin verteilen, dass es oben kocht und unten nicht? |
grundsaetzlich ist sowas moeglich, ja, besonders bei 20 m wassersaeule
gruss
Ingo |
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FrederikD
Anmeldungsdatum: 29.07.2013
Beiträge: 2
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| FrederikD Verfasst am: 29. Jul 2013 22:48 Titel: |
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Hallo Ingo,
danke für deine Antwort!
ich habe den fiktiven Wärmespeicher mal aufgezeichnet und an diesen Post angehängt. Er wird von unten unregelmäßig beheizt (Heizspirale niemals wärmer als 85°C). Da es ein Schichtspeicher sein soll, soll in der oberen Schicht immer die erforderliche Temperatur von 85°C bereitgestellt werden. ist so etwas überhaupt möglich? Oder kann die Temp oben auch höher als 85° C werden?
 http://img560.imageshack.us/img560/1535/d7h2.jpg
Uploaded with ImageShack.us |
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FrederikD
Anmeldungsdatum: 29.07.2013
Beiträge: 2
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| FrederikD Verfasst am: 30. Jul 2013 00:06 Titel: |
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Sollte man bei einem solchen Speicher (maximale Temperatur 90°), oben einen kleinen Luftraum für Wasserdampf einplanen? |
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FrederikDe
Gast
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| FrederikDe Verfasst am: 01. Aug 2013 05:40 Titel: |
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Keine Antworten? Ist die Frage nicht eindeutig genug formuliert? Sofern mir jemand helfen kann, würde ich mich sehr freuen! |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 01. Aug 2013 16:02 Titel: |
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| Zitat: | | Da es ein Schichtspeicher sein soll, soll in der oberen Schicht immer die erforderliche Temperatur von 85°C bereitgestellt werden. ist so etwas überhaupt möglich? |
du kannst natuerlich durch zwangsweise umwälzung es erreichen , hier inverse temperaturprofilezu erzwingen, und den "normalen " gang der dinge (temperaturabfall stets in richtung "weg vom heizelement") insoweit konterkarrieren.
dass du unabhaengig von "waermeleitung per stofftransport" noch weitere waermeleitung haben wirst, ist dir denke ich klar, und die effektivitaet des setups steht und faellt natuerlich auch mit der stabilitat der entsprechenden schichtung: sobald da im +/- groesseren stil natuerliche konvektion einsetzt, bricht das ganze halt mehr oder weniger heftig zusammen
| Zitat: | | Oder kann die Temp oben auch höher als 85° C werden? |
soweit da nicht noch irgendwelche externen heizquellen zusaetzlich auftauchen: nein
| Zitat: | | Sollte man bei einem solchen Speicher (maximale Temperatur 90°), oben einen kleinen Luftraum für Wasserdampf einplanen? |
der entsteht von ganz allein, sofern deine warmwasserafuhr mit dem gezeigten rohr eben nicht eine eintauchtiefe von lediglich null hat: beim erwaermen gasen luftbestandteile aus deinem wasser aus, und werden sich dort sammeln
ansonsten:
dein geraet gibts schon wenn ichs grad recht sehe.
nennt sich z.b. [url=http://i.ebayimg.com/t/Wasserspeicher-Elektro-Warmwasser-Boiler-160-L-MehrWert-5-Jahre-Garantie-/00/s/NTM3WDc0Mw==$(KGrHqF,!qcE88ftRRk(BPYSOUo90g~~60_35.JPG]"untertisch-warmwasserboiler"[/url] und befindet sich z.b. in meiner kueche unter der spuele
gruss
ingo |
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FrederikDe
Gast
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| FrederikDe Verfasst am: 02. Aug 2013 02:32 Titel: |
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Danke für deine ausführliche Antwort, Ingo. Was meinst du mit: Es bricht mehr oder weniger heftig zusammen? Meinst du damit die Temperaturschichten?
Frederik |
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FrederikDe
Gast
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| FrederikDe Verfasst am: 02. Aug 2013 02:39 Titel: |
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und die zweite Frage ist: Gibt es Heizstäbe oder Heizelemente mit einer Leistug von 200 kW pro m²? |
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magician4
Anmeldungsdatum: 03.06.2010
Beiträge: 914
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| magician4 Verfasst am: 02. Aug 2013 07:28 Titel: |
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| Zitat: | | Danke für deine ausführliche Antwort, Ingo. Was meinst du mit: Es bricht mehr oder weniger heftig zusammen? Meinst du damit die Temperaturschichten? |
ja: je groesser die temperaturdifferenz pro hoehendifferenz, desto problematischer ist es ja , eine schichtung von mischbaren fluessigkeiten aufrecht zu erhalten
| Zitat: | | und die zweite Frage ist: Gibt es Heizstäbe oder Heizelemente mit einer Leistug von 200 kW pro m²? |
ich will das nicht voellig ausschliessen, wenn ich mir so meinen wasserkocher anguck, und mal die oberflaeche des heizstabes (2 kW) abschaetze
ist allerdings bei "echten" 1 m² doch schon ein recht gewaltiger brummer, und ob du den in deinem konstrukt so angestroemt bekommst, dass das wasser daran stets nicht mehr als 85°C hat, ist ein eigenes, nicht ganz tiviales ingenieursmaessiges problem
gruss
ingo |
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FrederikDe
Gast
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| FrederikDe Verfasst am: 03. Aug 2013 02:50 Titel: |
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Vielen Dank Ingo  |
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