Rudolph / Wagner Energieanwendungstechnik

Wege und Techniken zur effizienteren Energienutzung
2008
ISBN: 978-3-540-79022-8
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 426 Seiten, eBook

Reihe: VDI-Buch

Die spektakuläre Entwicklung der Energiepreise macht den gedankenlosen Verbrauch von Energie für die Bürger und die Unternehmen auch in den reichen Industrieländern zunehmend zum teuren Luxus. Dabei sind der Bezug von Heizöl oder Erdgas, das Tanken von Benzin oder auch der Strom aus der Steckdose nur vordergründig das Ziel unserer Wünsche.Was aber steckt eigentlich dahinter? Indem wir diese Energien z.B. in Heizkesseln oder Motoren verbrauchen, wandeln wir sie in „Nutzenergie", wie Wärme oder Arbeit um. Damit erfüllen wir die von uns gewünschten „Energiedienstleistungen", wie die Beheizung oder Beleuchtung von Räumen, den Betrieb stationärer oder mobiler Antriebe und weiteres mehr.Die beiden Autoren stellen die komplexen Zusammenhänge zu diesem Thema systematisch und wissenschaftlich fundiert dar. Gegliedert nach den verschiedenen Energiedienstleistungen werden die physikalisch-technischen Gesetzmäßigkeiten sowohl bei der Umwandlung in Nutzenergie als auch bei deren Wirksamwerden im Sinne der Energiedienstleistung aufgezeigt. In diesem Kontext erschließen sich sowohl die quantitative Bedeutung der einzelnen Energieverbrauchsbereiche als auch die vielfältigen Wege und Möglichkeiten einer rationelleren Energienutzung.Das Buch wendet sich an Ingenieure in der Energieversorgung und Energieberatung, die technisch machbare, wirtschaftlich optimierte Lösungen bereitstellen sollen, sowie an Studierende der Energietechnik und Energiewirtschaft

Zielgruppe

Professional/practitioner

Autoren/Hrsg.

Rudolph, Manfred

Wagner, Ulrich

Inhaltsverzeichnis

Einführung und Grundbegriffe.- Deckung von Prozesswärmebedarf.- Raumheizung und Klimatisierung.- Beleuchtung.- Stationäre Antriebe.- Energieanwendung im Verkehr (Transportwesen).- Gewinnen und Verarbeiten von Daten.

Leseproben

"7.1 Datenerfassung (S. 292-294)

7.1.1 Messkonzept

Ziel und Aufgabe einer Messung ist die Erfassung einer oder mehrerer Messgrößen. Als Messgröße wird die physikalische Größe bezeichnet, die durch eine Messung erfasst werden soll (die zu messende Größe) bzw. erfasst wird (die gemessene Größe). Die beiden sind nicht notwendigerweise identisch. Bei jeder Messaufgabe ist primär die Frage zu stellen, durch welche Messgröße das Messobjekt (das ist der zu beobachtende Vorgang bzw. der zu erfassende Zustand) hinsichtlich der gewünschten Information am besten charakterisiert wird.

7.1.1.1 Messgröße

Zu den Messgrößen, die in der Energietechnik häufig gebraucht werden, gehören:

• als elektrische Messgrößen: Spannung, Strom, Wirkleistung und Wirkarbeit,

• als nichtelektrische Messgrößen: Mengenströme von Fluiden wie Wasser, Dampf, Luft usw., Konzentration von Gaskomponenten, Temperatur, Druck und Feuchte.

Im Hinblick auf die Zeitabhängigkeit von Messgrößen unterscheidet man:

• Momentangrößen, die jeweils für einen Zeitpunkt definiert sind,

• Wechselgrößen, die sich periodisch wiederholen und z.B. durch Scheitelwert und Effektivwert gekennzeichnet sind,

• Integralgrößen, die als Summe bzw. Integral über eine Zeitspanne definiert sind. Wichtige integrale Messgrößen sind mechanische und elektrische Arbeit sowie durchgesetzte Stoffmengen. Aus solchen Messgrößen lassen sich Informationen über Momentanzustände nur näherungsweise durch Bildung hinreichend kurzzeitiger Mittelwerte erlangen.

Damit eine Messung den gestellten Anforderungen gerecht wird, muss bei der Wahl der Messgröße auf folgende Punkte geachtet werden:

1. Der Messwert muss ein repräsentatives und getreues Abbild der zu messenden Größe im Sinne der gestellten Messaufgabe liefern. Zum einen muss hierfür die Rückwirkung der Messeinrichtung auf die Messgröße so gering sein, dass ihr verfälschender Einfluss vernachlässigt bzw. toleriert werden kann. Ferner gehört dazu, dass Messort und Messzeiten zweckentsprechend gewählt werden. Schließlich ist auch das energetische Verhalten der Anlage zu beachten, an der gemessen wird.

2. Zwischen der Messgröße und der angestrebten quantitativen Aussage, die das Ziel der Messaufgabe darstellt, muss ein eindeutiger reproduzierbarer Zusammenhang bestehen, und dieser muss genügend genau bekannt sein.

7.1.1.2 Messprinzip und Messmethode

Bei der Messung werden in aller Regel charakteristische physikalische Phänomene benutzt, die man als Messprinzip bezeichnet. Je nach der zu erfassenden Messgröße kommen unterschiedliche Messprinzipien in Frage, z.B. im Falle der Messung eines elektrischen Stromes:

• die Kraftwirkung eines Magnetfeldes auf stromdurchflossene Leiter,

• die Kraftwirkung zwischen magnetisierten Körpern, oder

• die Erzeugung JOULEscher Wärme

Man unterscheidet ferner zwischen direkten und indirekten Messmethoden, abhängig davon, ob das Ergebnis der zu messenden Größe durch Vergleich mit einem Bezugswert derselben physikalischen Größe oder auf dem Umweg über physikalisch andersartige Größen gewonnen wird.

Zu den direkten Messmethoden zählen zum einen die verschiedenen Vergleichs- und Abgleichverfahren (z.B. zur Messung elektrischer Widerstände), zum anderen aber auch diejenigen Verfahren, bei welchen das Messergebnis unmittelbar angezeigt wird, ohne dass eine zusätzliche Umrechnung erforderlich wäre (z.B Temperaturmessung über ein Ausdehnungsthermometer, Strommessung über ein Drehspulmessgerät). Bei solchen „direktanzeigenden"" Messverfahren ist der Vergleich mit dem Normal der Messgröße in der Skala enthalten. Diese stellt den durch Kalibrierung gegebenen Zusammenhang zur Bezugsgröße her."

Über Autor(innen)

Dr.-Ing.habil. Manfred Rudolph, geboren 1946 in München, studierte Elektrotechnik an der Technischen Universität München und am King’s College der Universität London. Nach vierjähriger wissenschaftlicher Tätigkeit an der Forschungsstelle für Energiewirtschaft in München ist er seit 1975 am Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik der Technischen Universität München. Promotion 1980 an der TU München zum Dr.-Ing. mit einer Arbeit über die Höchstlastüberwachung beim Bezug elektrischer Energie. Habilitation 1994 für das Fachgebiet Elektrothermie an der TU München. Weitere Schwerpunkte seiner Arbeit in Lehre und Forschung liegen auf den verschiedenen Feldern der Energieanwendungstechnik, sowie der Kraft-Wärme-Kopplung. Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ulrich Wagner, geboren 1955 in Passau, studierte Elektrotechnik an der Universidad des los Andes in Bogotá und an der Technischen Universität München. Er promovierte 1987 an der TU München zum Dr.-Ing. mit einer Arbeit über die Energieausbeute von Traktionsbatterien. Im gleichen Jahr übernahm er die Geschäftsleitung der Forschungsstelle für Energiewirtschaft. Seit 1995 ist er Inhaber des Lehrstuhls für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik der Technischen Universität München, zugleich Mitglied des Vorstandes und Wissenschaftlicher Leiter der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. München. Schwerpunkte seiner Arbeit in Lehre und Forschung liegen auf den Gebieten der rationellen Energienutzung, erneuerbarer Energiesysteme und der ganzheitlichen Lebenszyklusbewertung energietechnischer Prozesse.