Das Kalorimeter für die Messung der Energieeffizienz

Die Energieeffizienz steht immer stärker im Mittelpunkt von Studien und Debatten, da sie zur umweltbezogenen Nachhaltigkeit beiträgt, denn die Optimierung des Energieverbrauchs dient letztlich zur Senkung der Umweltbelastung.
Die Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz haben das Ziel, das gleiche Resultat im Hinblick auf die Leistung mit einem geringerem Einsatz an Energie zu erzielen: Weniger verbrauchen, um die Belastung zu senken, ohne auf Leistung verzichten zu müssen.
Die Tendenz zum Streben nach größerer Energieeffizienz breitet sich derzeit in vielen Bereichen aus. In diesem Artikel werden wir uns auf die Anwendung dieses Konzepts auf Klimaanlagen oder Wärmepumpen und Gebäude konzentrieren.

Das Laborgerät, das verwendet wird, um die Energieeffizienz zu beurteilen, ist das Kalorimeter.

Das Kalorimeter für die Charakterisierung von Klimaanlagen und Wärmepumpen

Das Kalorimeter ist ein Gerät, das dazu dient, die von einem thermischen Gerät - beispielsweise einer Klimaanlage - erzeugte oder verwendete Wärmemenge zu messen. Die Beurteilung der Leistung von elektrischen Klima- oder Heizungsanlagen im Verhältnis zur verbrauchten Energie ermöglicht die Gewährleistung von Wohnkomfort bei optimiertem Verbrauch.

Ein Kalorimeter ist in der Lage, genaue Informationen über die Leistung eines thermischen Geräts zu liefern, wodurch etwaige Probleme erkannt und Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz ergriffen werden können.

Funktionsweise eines Kalorimeters

Die Temperatur im Innen- und Außenbereich wird stark durch die Leistung dieser Geräte beeinflusst: Es ist daher notwendig, die Klimaanlage oder Wärmepumpe in Verbindung mit den im Innen- und Außenbereich herrschenden Umgebungsbedingungen zu charakterisieren.

Ein Kalorimeter besteht aus drei Hauptteilen: zwei Räume - in diesem Fall zwei Klimakammern, von denen eine die Umgebungsbedingungen im Innenbereich und die andere diejenigen im Außenbereich simuliert. Ein drittes maßgebliches Element besteht im Messsystem, d.h. einem aus einem Satz von Sensoren und einer Software bestehendem System, das eine Echtzeitbeurteilung des Leistungsparameters ermöglicht, ohne dass von Hand Berechnungen vorgenommen werden müssen.

Für das Kalorimeter gelten daher zwei Grundvoraussetzungen:

• Simulation der für den Test vorgesehenen Klimabedingungen laut geltenden Normen;
• Messung der Leistungsmerkmale des Prüflings, d.h. der Klimaanlage oder Wärmepumpe.

Die Hersteller von Klimaanlagen sind dazu verpflichtet, die Produktleistung zu nennen, die anhand von Testzyklen von einem Kalorimeter erfasst wird, wobei die Effizienzparameter für Heizung und Kühlung - d.h. COP und EER - anzugeben sind. Die Begriffe COP (Leistungskoeffizient) und EER (Kennzahl der Energieeffizienz) beziehen sich auf das Verhältnis der durch die Klimaanlage oder Wärmepumpe erzeugten Heizung oder Kühlung zu der für die Erzeugung erforderlichen Eingangsleistung.

Es gibt zwei Kategorien von Kalorimetern: einerseits hochpräzise, extrem kostspielige Geräte, die längere Testzeiten erforderlich machen und sich daher eher an Forschungslabors wenden, und andererseits den Typ, der eher bei der Industrie zum Einsatz kommt, da er hinsichtlich der Dauer der Testzyklen und der Einstellung weniger anspruchsvoll ist. Auch dieser zweite Typ ist sehr zuverlässig und völlig ausreichend zur Erfüllung der gesetzlichen Vorschriften für die Testdurchführung.

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DIE TESTKAMMERN FÜR WÄRMEDURCHGANGSVERSUCHE

Die Prüfkammern für den Wärmedurchgang folgen alle demselben Basiskonzept: Es geht stets um die Messung der Energieeffizienz, die auf unterschiedliche Art und Weise erzielt wird.

Im Fokus steht in diesem Fall die Wärmedämmung der Gebäude. Mit dieser Anlage ist es möglich, die Fähigkeit einer Struktur - normalerweise eines Gebäudes -, während des Winters die Wärme und während des Sommers die Kühlung im Innern zu bewahren, zu messen. Je höher das Wärmedämmvermögen eines Gebäudes, um so geringer fällt der Verbrauch an Heizstoffen oder Strom aus.

Wie bei den Kalorimetern besteht auch bei den Anlagen für Versuche zum Wärmedurchgang die Struktur aus zwei separaten Räumen, die durch eine Wand voneinander getrennt werden, mit der die Gebäudewand simuliert wird: Auf der einen Seite dieser Wand werden die Klimabedingungen des Innenbereichs simuliert, auf der anderen die der Außenumgebung, wodurch genau die Vorgänge nachgeahmt werden, die an einer Wand im Laufe ihrer Lebensdauer vor sich gehen.

Die Kammern für Versuche zum Wärmedurchgang sind ein maßgebliches Instrument für die Beurteilung der umweltbezogenen Nachhaltigkeit von Gebäuden: Je nach gewünschter Funktion können die Gebäudehüllen gegenüber einer Reihe von externen Faktoren, wie Kälte, Feuchtigkeit, Wind, Regen, Sonnen- und Infrarotstrahlen, und von internen Faktoren, wie Temperatur, Feuchtigkeit, natürliche und mechanische Belüftung, Wasserdampf- und Luftdurchlässigkeit, geprüft werden.

Zum Datenblatt des Produkts

Sind Sie an einer Vertiefung interessiert? Auf unserer Website wird das Fallbeispiel einer Spezialkammer für Wärmedurchgangsversuche bei der Universität La Rochelle in Frankreich geschildert.