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Vermessung eines Prototypen einer Luft-Wasser-Hochtemperaturwärmepumpe mit dem Kältemittel R744
(2017)
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Marco Alke
- Die Diplomarbeit beinhaltet die Vorstellung eines Prototyps einer Luft-Wasser-Hochtemperaturwärmepumpe
mit dem Kältemittel Kohlendioxid von der Firma compact Kältetechnik
GmbH.
Das Ziel ist es den Prototypen mit einer möglichst hohen Heizleistungszahl zu betreiben.
Durch die Vermessung in den Zeiträumen März und Juli wird die Effizienz der
Wärmepumpe überprüft und es sollen zusätzliche Optimierungsmöglichkeiten erarbeitet
sowie die Regelung der Wärmepumpe überarbeitet werden.
Das Kältemittel CO2, auch R744 genannt, ist ein ökologisch unbedenkliches, natürliches
Kältemittel mit speziellen Eigenschaften. Es hat eine sehr hohe volumetrische
Kälteleistung. Die Besonderheit des Kohlendioxids ist der kritische Punkt mit einer gegenüber
anderen Kältemitteln sehr niedrigen Temperatur von 31,1°C. Dieser kritische
Punkt ist ausschlaggebend für die Art der Prozessführung. Es gibt einen subkritischen
und einen transkritischen Prozess. Bei der Luft-Wasser-Hochtemperaturwärmepumpe
findet ein transkritischer Prozess statt.
Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Frage, wie der Prototyp aufgebaut ist und wie
die bisherige Regelung stattfindet. Welche Einflussgrößen die Höhe der Heizleistungszahl
beeinflussen wird detailliert beantwortet. Welche Ergebnisse sich bei den Vermessungen
ergeben werden zusammengetragen und Schlussfolgerungen zur Optimierung
des Prototyps formuliert.
Als wesentliche Quellen wurden interne Schulungsunterlagen der Firma compact Kältetechnik
GmbH, das CO2 Calculation Tool der Firma Bitzer Kühlmaschinen GmbH,
das Buch „Kältetechnik für Ingenieure“ Thomas Maurer und die Diplomarbeit von Stephan
Leideck „Entwurf einer Baureihe von transkritischen Booster-Verbundsystemen
mit dem Kältemittel R744“ verwendet.
In den Messzeiträumen wurden die jeweiligen Optima der Heizleistungszahl ermittelt
und die wichtigsten Parameter, die für die Regelungs-Software und weitere Überlegungen
zur Optimierung notwendig sind, dokumentiert.
Die Parameter für März sind:
Hochdruck: 96 bar
Wasser-Austritt: 65°C
Verdampfungstemperatur: 3,2°C
Die Parameter für Juli sind:
Hochdruck: 99 bar
Wasser-Austritt: 65°C
Verdampfungstemperatur: 12,6°C
Mit Hilfe der Erkenntnisse aus der Vermessung wurde eine neue theoretische Simulation
für jede sich einstellende Verdampfungstemperatur (20°C bis -20°C) der optimale
Hochdruck berechnet werden. Die neu ermittelten Parameter sollen in die Regelungs-
Software eingearbeitet werden und es folgen neue Vermessungen des Prototyps der
Firma compact Kältetechnik GmbH.
Der Prototyp COWP 14 ist eine funktionierende Luft-Wasser-Hochtemperaturwärmepumpe
mit dem Kältemittel Kohlendioxid, die eine gute Lösung zur Erwärmung von
sehr warmen Wasser darstellt. Durch die Behebung der Schwachstellen und durch
neue Ideen zum Regelungskonzept könnte die Effizienz der Wärmepumpe noch gesteigert
werden. Zum fertigen, verkaufsfähigen Produkt fehlen noch weitere Optimierungsmaßnahmen
(größerer Sammler, Frequenzumrichter Verdichter), welche in dieser
Diplomarbeit aufgezeigt wurden
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Konzeption der optimalen Montage von Schienen-Kühlanlagen anhand eines Pilotarbeitsplatzes
(2017)
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Lisa Schreiterer
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Optimierung und Kosten-Nutzen-Analyse der Arbeitsabläufe in der zentralen Vorfertigungswerkstatt für Blechummantelungen für Dämmstoffsysteme der Isolierungen Leipzig GmbH in Halle
(2017)
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Christian Seifert
- Zielstellung
Ziel der Optimierung ist die Steigerung der Effektivität bei der Herstellung von Blechummantelungen für Dämmsysteme, sowie die Formulierung von konkreten Verbesserungsvorschlägen und die Anfertigung einer Kosten-Nutzen-Analyse.
Methodik
Zur Analyse der Vorgänge und Zusammenhänge wurden Beobachtungen, Messun-gen und Befragungen durchgeführt. Die Ausarbeitung von Verbesserungsvorschlä-gen wurde auf Grundlage von Standardwerken zur Prozessoptimierung getätigt.
Ergebnisse
Um eine Steigerung der Effektivität des Herstellungsprozesses zu erreichen und langfristig beizubehalten, sind eine Erhöhung der nutzbaren Arbeitsfläche, die Ein-führung von Ordnungsstandarts, sowie die Vorausplanung und Kontrolle der Produk-tion notwendig. Letzteres muss durch die Erhebung und Anwendung von Kennzahlen erfolgen.
Schlussfolgerung
Mit der Erkennung und Nutzung von vorhandenen Optimierungspotenzialen lässt sich die Produktivität nachhaltig steigern. Dennoch ist ein kontinuierlicher Verbesse-rungsprozess in Verbindung mit einer kritischen Selbstreflexion auch zukünftig not-wendig, um auftretende Probleme schnell zu erkennen und zu beheben.
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Erarbeitung einer Bewertungsmatrix inclusive Formblatt für die Nachweisführung zur Einhaltung der Rahmenbedingungen des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz am Beispiel Hafenquartier Barth inklusive Variantenvergleich der zu erarbeitenden Anlagenkonzepte
(2017)
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Friedemann Eisenblätter
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Feuerlöschanlagen auf dem Prinzip von Löschgranaten
(2017)
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Florian Jakob
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Ansätze zur Einsparung von Zeit bei der Angebotsbearbeitung von Sanierungsobjekten
(2017)
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Philipp Schmid
- Auf der Grundlage unterschiedlicher Erneuerungsmaßnahmen, der aktuellen Woh-nungssituation in Deutschland und den damit verbundenen Aussichten der Oberlichtenauer Baugesellschaft im Segment Sanierung wurden in vorliegender Arbeit verschiedene Abläufe der Angebotsbearbeitung sowie potentielle Kalkulationsmethoden beschrieben und auf ihre Anwendbarkeit untersucht.
Das Ziel der Arbeit war es, für das Unternehmen, Ansätze zu entwickeln und zu dis-kutieren, mit denen nicht nur Zeit eingespart werden kann sondern insgesamt der Aufwand in der Angebotsbearbeitung - und insbesondere in der Kalkulation von sanierungsbedürftigen Mehrfamilienhäusern - signifikant gesenkt werden kann. Hierfür wurde zunächst ein tabellarisches Kalkulationsgrundgerüst zur Pauschalpreiskalkulation, die auf Basis von Funktionalausschreibungen beruht, entworfen. Basierend auf fünf bereits real kalkulierten Angeboten wurde dieses Grundgerüst zunächst für den erweiterten Rohbau von Mehrfamilienhäusern im Bestand erstellt und anschließend mit anderen Kalkulationsmöglichkeiten verglichen. Hierbei zeigte sich, dass das neue Modell insbesondere bei zeitlichen Zwängen erhebliche Vorteile gegenüber der bisher praktizierten detaillierten Zuschlagskalkulation auf Basis individuell zu erstellender Leistungsverzeichnisse bietet; vor allem, indem es Zeit bei der Angebotsbearbeitung einspart.
Für die Zukunft der Angebotskalkulation der Oberlichtenauer Baugesellschaft ist es vorstellbar das Grundgerüst zu erweitern und es für Schlüsselfertigbauten im Bereich von sanierungsbedürftigen Mehrfamilienhäusern einzusetzen. Sukzessive lässt sich ein solches Kalkulationsgrundgerüst in angepasster Form auch auf die anderen Arbeitsbereiche des Unternehmens übertragen, z. B. Neubau von Einfamilienhäusern, und ist durchaus in anderen Unternehmen anwendbar.
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ASME 8.1 und DIN EN 13445 - Gegenüberstellung der international führenden Normen im Druckbehälterbau
(2017)
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Max Unbehauer
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Konzipierung versorgungstechnischer Anlagenvarianten für ein Nahwärmenetz unter Nutzung erneuerbarer Energien einhergehend mit einer System- und Wirtschaftlichkeitsanalyse
(2017)
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Christian Rühl
- Die vorliegende Diplomarbeit beinhaltet einen Variantenvergleich zur Auswahl eines Wärmeerzeugers unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten für ein Wärmenetz. Dabei wurden verschiedene Anlagenvarianten unter Betrachtung der Einsatzgrenzen, der rechtlichen Forderungen sowie der technischen Machbarkeit geprüft. Die Ausarbeitung ergab die Vorauswahl zweier Varianten. Eine Mehrkessel-anlage bestehend aus zwei identischen Pelletkesseln sowie eine kombinierte Wär-meerzeugung aus einem Gasbrennwertkessel und einem Blockheizkraftwerk. Die Wirtschaftlichkeitsberechnung erfolgte nach dem Annuitätsverfahren nach der VDI 2067 Blatt 1. Als Eingangsparameter wurden sämtliche Werte aus Statistiken, Richt-preisangeboten und Durchschnittswerten hergeleitet, um eine realitätsnahe, ökono-mische Berechnung zu ermöglichen. Die Ökobilanz erfolgte auf Grundlage des glo-balen Emissions-Models integrierter Systeme. Dabei wurden Werte basierend auf der globalen Prozesskette der jeweiligen Erzeugung verwendet. Die Lebenszyklusanaly-se der beiden Varianten diente zur Beurteilung der treibhausrelevanten Kohlendioxid-emissionen. Ein direkter Vergleich der erarbeiteten Anlagenvarianten zeigt auf, dass unter der definierten Betrachtungsgrenze keine der Varianten in der Gegenüberstel-lung favorisiert werden kann. So ist eine der Varianten aus ökonomischer Betrach-tung vorzuziehen, die andere hingegen aus ökologischer Sicht. Eine Sensibilitätsanalyse legt dar, dass Energiepreissteigerungen zu einer Verschiebung der ökonomischen Ergebnisse führen.
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Wasserversorgung einer Sprinkleranlage durch parallelbetriebene Pumpen mit unterschiedlichen Kennlinien
(2017)
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David Meins
- Das Ziel dieser Diplomarbeit war die Optimierung des im Unternehmen eingesetzten hydraulischen Berechnungsprogramms SpriCalc. Es sollte um die Möglichkeit der Betrachtung parallelbetriebener Pumpenanlagen ergänzt werden. Die Umsetzung dieser Ergänzung sollte dabei durch eine zu erstellende Excel Datei erfolgen.
Grundlage waren zwei in eine gemeinsame Druckleitung fördernde parallelbetriebene Sprinklerpumpen. Die einzelnen Pumpenkennlinien mussten um die auf diesen Strömungswegen entstehenden Druckverluste abgeschwächt und überlagert werden. Es entstand eine abgeschwächte gemeinsame Pumpenkurve in dem gemeinsamen Einspeisepunkt. Zusätzlich sollte die Berechnungsdatei die anschließend über SpriCalc berechneten hydraulischen Punkte sowie deren Hochrechnung auf die Pumpenkurve darstellen. Dabei war sowohl eine Darstellung in einem Diagramm als auch die Abbildung der Zahlenwerte notwendig.
Maßgebende Quellen dieser Ausarbeitung waren die Richtlinie für Sprinkleranlagen VdS CEA 4001 sowie das Handbuch Auslegung von Kreiselpumpen der Firma KSB.
Das Ergebnis der Diplomarbeit war die Optimierung des im Unternehmen eingesetz-ten hydraulischen Berechnungsprogramms durch die Excel Berechnungsdatei CalanHydro. Der erstellten Datei gelingt es die geschilderten Problematiken zu lösen.
CalanHydro fungiert als erstellte Berechnungsdatei für die Betrachtung parallelbe-triebener Pumpenanlagen mit unterschiedlichen Kennlinien zur Wasserversorgung einer Sprinkleranlage und optimiert das hydraulische Berechnungsprogramm Spri-Calc.
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Fahrwerksoptimierung im Rennsport
(2017)
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Charlie Geipel
