DKV: Forschungsbericht Nr. 83
Der Deutsche Kälte- und Klimatechnische Verein (DKV; www.dkv.org) hat den Forschungsbericht Nr. 83: „Experimentelle Untersuchung und Modellierung eines kleinen Eisspeichers für die solare Kühlung von Gebäuden“ veröffentlicht. Autor ist Torsten Koller vom Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik der Universität Stuttgart. Der Bericht ist für 30 € (24 € für DKV-Mitglieder) unter der ISBN 978-3-932715-86-0 beim DKV über die E-Mail zu bestellen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der experimentellen und theoretischen Untersuchung von Eisbildungs- und Schmelzprozessen in einem Eisspeicher. Ausgangspunkt war das Ziel, einen Eisspeicher für den Verbund mit einer solarbetriebenen Absorptionskältemaschine auszulegen, zu bauen und zu optimieren.
Für die Auslegung und den Bau des Eisspeichers bzw. dessen Wärmeübertrager aus Kupferglattrohr wurden Berechnungsprogramme zur Abbildung des Betriebsverhaltens in „Matlab“ erstellt. Grundlage hierfür war die Vermessung von Wärmeübertragern aus Glatt- und Wellrohr. Anhand dieser Programme kann die Optimierung bereits gebauter Wärmeübertrager, aber auch die Auslegung neuer Bauformen stattfinden. Zudem ermöglichen sie die Untersuchungen verschiedener Einflussfaktoren auf die Wärmeübertragungsvorgänge im Eisspeicher. Diese sind die Beladungs- und Entladungstemperaturen, Massenströme oder die Speichermasse. Zur Quantifizierung der freien Konvektion im vertikalen Schmelzspalt bei der Entladung des Eisspeichers dient eine aus Messdaten hergeleitete Nusselt-Korrelation.
Ein weiterer Teil dieser Arbeit setzt sich mit Eisbildung und Schmelzen an Wellrohren auseinander. Mit einem Wärmeübertrager aus Wellrohr fanden Beladungs- und Entladungsversuche am Eisspeicher statt. In „Matlab“ erstellte Programme zur Berechnung der Erstarrungs- und Schmelzprozesse wurden anhand von Messdaten bewertet. Da keine Nusselt-Korrelationen für den inneren und äußeren Wärmeübergang am Wellrohr bekannt waren, fand eine Abschätzung geeigneter Korrelationen anhand der Wilson-Plot-Methode statt.
