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toll, und was willst du uns damit sagen?
Von welcher Speichertemperatur bist du ausgegangen und wo ist der Anwendungsfall, bei dem Wasser 2 Monate lang auf Temperatur gehalten werden soll (ausser wenn man eine Legionellenzucht betreiben will). |
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@ gdfe - Anwendungsfall: Solaranlagen für "Heizungsunterstützung", spezielle Solarkonzepte.
Dabei handelt es sich um kein Trinkwasser/ Warmwasser !!! Es handelt sich mehr oder weniger um Heizungswasser. Energiespeicherung. Solarenergie im Sommer speichern (Urlaub - kein Verbrauch - Energie speichern(?)). Da liegt die Anwendung! Man muß die Energie nicht mal in Wasser speichern! In meinem Programm kann ich zwischen vielen Alternativen wählen, z.B. Erdlager, Fels, Stein usw. Ich will aber auch ein komplexeres Programm entwickeln. Habe sehr gute Litertur. Alles Vertiefungskurse in Bauphysik. |
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@vectra - Kannst Du das auch dynamisieren? Folgende Anwendung: Angfang März wird in ein Gewächshaus (4mm ESG) mit 2,5x3m Grundfläche und 2,2m durchschnittlicher Höhe ein 200l-Kuntstofffass (4mm PE)mit 10°C kaltem Wasser gestellt. Tagsüber steigt die Temperatur im Haus im Schnitt auf 25°C, nachts fällt sie im Freien auf -4°C. Bleibt das Gewächshaus durch die nächtliche Wärmeabgabe des Fasses frostfrei oder friert das Falls selber ein? |
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oh ja, das ist sehr dynamisch.
und wenn das Fass einfriert, wo nehme ich dann das Wasser zum giessen vom Salat her. |
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Man machts wie die Eskimos ... sorry ... Inuits man lege sauber gehackte Eiswürferl kreisförmig um die Pflanzerl und warte auf die Sonne. Was glaubst Du, wo der Eisbergsalat herkommt!? |
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@2moose - Eisbergsalat. :) You made my day. ;)
@Vectra Ich hab' mal aufgeschnappt, dass in Deutschland derzeit ein Solarprojekt läuft, wo Werkstoffe auf ihre Speicherfähigkeit geprüft wurden. Besonderes Augenmerk wurde da auf die Verfügbarkeit und die Kosten des Speichers gelegt und man ist zum Schluss gekommen, dass ein Betonklotz mit einer speziellen Mischung (gleiches Ausdehnungsverhalten wie das Eisen zur Bewehrung) ideal ist. Die haben dabei den Klotz auf über 400°C aufgeheizt. Vielleicht kannst du das mal durchrechnen, wäre sicher interessant. Trotz allem fehlt mir irgendwo der sinnvolle Anwendungsfall bei uns. Der Betonklotz wurde in der Doku für Desertec in Afrika entwickelt, damit man "über die Nacht" kommt. http://de.wikipedia.org/wiki/Desertec Edit: Hab's gefunden. http://www.wiwo.de/unternehmen/energie/solarthermische-kraftwerke-waermespeicher-macht-solarenergie-konkurrenzfaehig/5531546.html http://www.handelsblatt.com/technologie/energie-umwelt/energie-technik/erneuerbare-energien-beton-als-energiespeicher/3022470.html |
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@ moose - Man kann eine ganze Menge rechnen. Auch wenn sich die Umgebunstemperatur ändert (sinusförmig z.B.)
Man muss eben die geeignete Methode finden. @ danjo Ja, kann ich machen. Mal sehen was bei dem Programm raus kommt das ich habe. |
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Dann finde und ich liefere die Praxiswerte dazu ... allerdings erst Frühjahr 2013. |
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@ danjo - Selbes Beispiel wie oben mit Beton gerechnet.
Bei Wasser hatten wir: T_nach60T = 48,6 °C; Wärmeverluste: 111,5 kWh Bei Beton kommt raus: T_nach60T = 43,42 °C; Wärmeverluste: 101,35 kWh Anwendungsfälle: Einspeichern von Energie in beispielsweise unterirdischen Wärmelagern, in eine Betonstiege (ein Installateur wollte das machen), thermische Bauteilaktivierung usw. |
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Beton ist schon ein interessanter Stoff ist nach 60 Tagen 5K kühler als Wasser, verliert dabei aber weniger Energie :) |
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@moose - Man muss die Sachen dann auch richtig erfassen können (Stichwort: messen). Sonst hat das Ganze keinen Sinn.
Übrigens: Die spezifische Wärmespeicherkapazität Ws/(kgK) von Wasser ist mehr als 4 mal so groß wie die von Beton. Dafür hat Beton eine mehr als doppelt so hohe Dichte kg/m³. Das beeinflusst das Resultat. |
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@ Danjo Die - Wärmeleitfähigkeit des Materials in dem die Wärme gespeichert spielt auch eine sehr große Rolle. Bei dem Programm wird aber die Wärme erfasst, die das System (das gedämmt/isoliert) ist verläßt.
Die Wärmeleitfähigkeit des Materials in dem die Wärme gespeichert ist wird nur zur Überprüfung verwendet ob die Bedingung erfüllt ist. Der Wärmetransport im Medium wird hier nicht genau behandelt. Es wird von einer mehr oder weniger gleichmässigen Temperatur im wärmespeichernden Medium ausgegangen. Bei der Berechnung selbst wird nur die Wärmeleitfähigkeit der Dämmung (Wärmeleitfähigkeit; Dicke) berücksichtigt. |
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@Vectra - Hä? Also ich kann auch nicht ganz verstehen warum der Beton nach gleicher Zeit kühler ist bei geringeren Verlusten. Physik ausgetrickst, oder einfach ein Fehler bzw eine Unschärfe in der Berechnungsmethodik? |
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Das ist einfach erklärt - Beton und Wasser sind ganz unterschiedliche Stoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften.
Wenn ich zwei Würfel habe. Wenn beide ein Volumen von 1 m³ haben und dieselben Abmessungen und dieselbe Temperatur haben doch beide ganz unterschiedliche Wärmemengen in sich gespeichert. Q = m*c*T Wenn beide Würfel dieselbe Wärmemenge abgeben werden danach beide eine unterschiedliche Temperatur haben. Q = m*c*delta T Wieviel Wärme in unserem Fall jeweils abgegeben wird hängt ja von der Dämmung, Oberfläche, Umgebungstemperatur etc. ab. Die sind in beiden Fällen gleich. Weiters gilt: Q_punkt = U*A*delta T und das delta T wird zu bestimmten Zeitpunkten in beiden Fällen ein unterschiedliches sein. Rest konstant. Q = Q_punkt integriert über die Zeit. Also Q = Q_punkt* Stunden ...oder Tage usw. Da aber die Temperaturen der Würfel zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedlich sein werden werden auch die Wärmemengen die abgegeben werden unterschiedlich sein. Die Eigenschaften des isolierenden Materials sind auch dieselben. Das Programm rechnet also richtig. Ist auch kein Programmierungsfehler/Tippfehler. Auch das Musterbeispiel wird richtig gerechnet. |
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ImWasser ist also mehr Energie/Wärme gespeichert als im Beton.
Daher die höhere Temperatur trotz der gößeren Energieverluste. |
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@Vectra - Der Energieerhaltungssatz ist damit hoffentlich nicht widerlegt. ;) Beide werden um 55°C erwärmt, rechnen wir mal zur Probe.
Normalbeton: Q = 2.300kg * 1.000J/kg*K * 55K = 126.500.000J Wasser: Q = 1.000kg * 4.100J/kg*K * 55K = 225.500.000J 1m³ Wasser speichert also 1,8 mal so viel Wärme wie 1m³ Beton. Jetzt noch mal mit deinen Ergebnissen nach 60 Tagen. Normalbeton: Q = 2.300kg * 1.000J/kg*K * 11,58K = 26.634.000J = 7,398kWh Verlust Wasser: Q = 1.000kg * 4.100J/kg*K * 6,4K = 26.240.000J = 7,298kWh Verlust Beide verlieren etwa gleich viel Energie, obwohl der Beton kühler ist. Scheint also richtig zu sein. Eigentlich logisch, weil der Verlust nahezu konstant ist (gleiche Oberfläche somit fast gleiche Verluste) und das Produkt aus Gewicht und Wärmekapazität im Verhältnis 1:1,78 steht. Also muss auch der Wärmeverlust das gleiche Verhältnis haben. Gegenprobe: 11,58K / 6,4K = 1,8 Der Beton speichert einfach weniger Energie pro Kubikmeter, deshalb ist er bei gleichem Energieverlust kälter. |
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Naja - der Verlust bzw. die Verluste sind über die Zeit natürlich nicht konstant, sondern am Anfang höher.
Auch ansonsten ... naja. Man geht immer vom absoluten Nullpunkt aus wenn man die thermische Energie in einem Element/gegenstand oder was auch immer bestimmen will .... also nicht 55 K ...
um 55 K erwärmt .. das kann man so nicht sagen. Wenn kaltes Wasser 10 °C hat und auf 55 °C erwärmt wird wird es um 45 K erwärmt. Der letzte Satz stimmt. Man muss sich damit insgesamt schon gut auskennen um die Zusammenhänge zu erkennen. |
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Ich bin Physiker, ich versteh's schon. :)
Das Studium ist schon lange her, derzeit beschäftigen mich eher meteorologische Algorythmen am Großrechner. |
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- ... aber im Großen und Ganzen ist jetzt wie die Zusammenhänge sind, oder? ... |
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Anwendung in der PraxisWie ich ja immer Leuten rate:
Ein paar Wände im Haus aus Beton (inkl. Estrich) bringen weit mehr, als eine teure und nicht wartungsfreie Solaranlage zur Heizungsunterstützung mit riesigem Wasser-Pufferspeicher (vorausgesetzt man hat seine Fensterflächen optimal geplant)... |
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Deshalb habe ich ein Haus aus Beton und eine Solaranlage. :) |
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