Rezensionen
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Rolf Albus
Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Wärmeübertragung in wandhängenden Gasfeuerstätten
Rezension
Eine optimierte und erhöhte Ausbeute der eingesetzten Primarenergie in wandhängenden Gasfeuerstätten für den Einsatz im häuslichen Bereich ist einerseits mit einer Verbesserung der Wärmeübertragung von den heissen Abgasen an das Heizwasser, andererseits mit einer Minimierung der Abgas- und Wärmeverluste verbunden. Zusätzlich werden immer kompaktere Bauformen bei steigenden Flächenbelastungen der eingesetzten Brenner gefordert, so dass sich neue Fragestellungen hinsichtlich der optimierten Einsatzfähigkeit vorhandener Komponenten (Brennkammer und Wärmeaustauscher) sowie zur Temperaturbeständigkeit der eingesetzten Materialien ergeben. Ziel dieser Arbeit ist es, das Gesamtsystem einer wandhängenden Gasfeuerstätte für den Einsatz im häuslichen Bereich energetisch zu beschreiben. Dazu ist ein eindimensionales, stationäres mathematisches Modell erstellt worden, das die Wärmeübertragung aufgrund von Strahlung, Konvektion und Leitung berücksichtigt. In umfassenden experimentellen Untersuchungen an Versuchsbrennkammern und verschiedenen Seriengerätetypen ist eine Basis geschaffen worden, die es ermöglicht hat, das mathematische Modell zu validieren und einen praxisnahen Anwendungsbereich festzulegen. Das erstellte Berechnungsmodell liefert sowohl detaillierte Informationen über die einzelnen Teilsysteme als auch über das energetische Verhalten des Gesamtsystems, wobei Betriebs- und Geometriedaten in einem weiten Bereich variiert werden können. Das Ziel einer Wirkungsgradoptimierung bzw. einer Anpassung eines Gerätes an geänderte Betriebsbedingungen ist gleichzeitig mit dem Ziel einer kostengünstigen Umsetzung verbunden, damit aufwendige experimentelle Untersuchungen eingeschränkt und Versuchsmuster gezielt gefertigt werden können. Das mathematische Modell ermöglicht eine vorausschauende und sichere Entwicklung, wobei kostenintensive Entwicklungszyklen und Laboruntersuchungen verkürzt werden können.
