1.

Der Heizwendel 230V eines Warmwasserspeichers hat eine Länge von 1,3 m und einen Durchmesser von 0,3 mm. Der spezifische Widerstand des Heizdrahtes beträgt 1,37 Ohm mm²/m. Der Wirkungsgrad des Gerätes beträgt 0,86. Bei einer Ausgangstemperatur von 34C werden 20l Wasser 15 Min. lang aufgeheizt.

Berechnen Sie die Endtemperatur des Wassers nach dieser Aufheizzeit.

Lösung:  R = 25,2 Ohm  Endtemp. = 53,44 C

2.

Eine Pumpe soll während eines 12 stündigen Arbeitstages 4900m³ Wasser über eine Höhe von 52m fördern. Die Verluste der Pumpe betragen 17%. Der Antriebsmotor (Drehstrom) der Pumpe wird am 230/400V 50Hz Netz betrieben. Der Leistungsfaktor des Motors beträgt 0,83 bei einem Wirkungsgrad von 81%.

Welche Leistung muss der Antriebsmotor haben. Welchen Querschnitt muss man für diese Anlge planen? ( Verlegeart B2)

Lösung: P = 57,86 kW      I = 149,66A    A = 95 mm²

3.

Ein Schlafzimmer mit den Maßen 6m x 5m Höhe 2,6m soll auf eine Innenraumtemperatur von 16 C beheizt sein.

Beschaffenheit:

Aussenwände Stein 24 cm

Innenwände Stein 11,5 cm

2 Fenster (Fläche 2,5 m² pro Fenster)

Türfläche 2m² (Türe in der Innenwand)

Normaussentemperatur für Regensburg nach DIN -16C, Temperatur der angrenzenden Räume beträgt 10C.

U - Werte in W/ K m²

Stein Aussenwand 24 cm     1,9

Stein Aussenwand 11,5 cm  2,7

Stein Innenwand  11,5 cm    2,4

Decke und Fußboden          0,7

Tür Innen                             2,4

Fenster                                3,6

C Luft                                               1,00  kJ/kg K

δ  Luft                                               1,39 kg/m³

Berechnen sie den notwendigen Normwärmebedarf in W.

Lösung: 2674,7 W    3155,8 W

4.

In einer Landwirtschaftlichen Betriebsstätte werden täglich 750l Wasser mit 44C benötigt. Diese Warmwassermenge wird mit einem Elektrostandspeicher bereitgestellt. Die Aufheizung erfolgt in der Niedertarifzeit. Als Reserve sollen 25% der Brauchwassermenge vorgesehen werden. Der Bereitschaftsenergieverbrauch wird bei 60C Speichertemperatur für 24 Stunden pauschal mit 2,5 kWh angenommen.

NT Zeit 22.00 Uhr - 6.00 Uhr

Die Kaltwasserzulauftemperatur beträgt 12C. Die Reservemenge wird nur einmal in 24 Stunden aufgeheizt.

Berechnen Sie die erforderliche Speichergröße, wenn auf 60C aufgeheizt wird.

Berechnen Sie die erforderliche Leistung, wenn die Aufheizt zeit ausschließlich in der NT Zeit erfolgt.

Berechnen Sie den täglichen Energiebedarf, bei einem Wirkungsgrad der Aufheizung von 98%.

Lösung:  625Liter    4,45kW    38,1 kwh

5.

Ein Amperemeter zeigt bei Vollausschlag einen Strom von 50mA. Der Spannungsfall beträgt dabei am Messgerät 0,1V.

Welcher Widerstand muß parallel geschaltet werden, um einen Strom von 120mA messen zu können?

Lösung:  1,43 Ohm

6.

Ein Motor soll auf einen cosφ 0,95 kompensiert werden.

Typenschildangaben: 400V,  12kw,  2875 1/min,  η = 0,8,  cosφ = 0,86

Berechnen Sie die notwendige Kondensatorkapazität (Dreieckschaltung der Kondensatoren)

Lösung:   26,32µF

7.

An einem Heißwasserbereiter (Drehstrom 400V) wird in der Zuleitung ein Strom von 19,67 A gemessen.

Kaltwassertemperatur   12C

Warmwassertemperatur   70C

Speichergröße   120 L

Wirkungsgrad  0,8

Wie lange dauert die Aufheizung der gesamten Wassermenge?

Lösung: 44min 35sek

8.

An einer Kupferleitung sind folgende Verbraucher angeschlossen.

Berechnen Sie den Gesamtstrom der Zuleitung.

Ermitteln Sie den Querschnitt der Leitung bei Verlegeart C / 25C Nach VDE Teil 0298 TEIL 4

Berechnen Sie aufgrund des gewählten Querschnitts den maximalen Spannungsfall der Leitung.

Lösung: 72,45A  16mm²  6,6V

9.

An einem Bauelement wird bei 20C Raumtemperatur und einer Anschlußspannung von 230V ein Strom von 2,1 A gemessen. Nach 10 Min. beträgt der Strom nur noch 900mA (α = 0,0004 1/K)

Berechnen Sie die erreichte Temperatur.

Lösung:  353,33C

10.

Ringleitung (Verbraucher mit verschiedenen cosφ)

Es wird mit einem mittleren cos φ von 0,5 gerechnet

Berechnen Sie den Schnittpunkt.

Berechnen Sie den Strom auf allen Teilstücken.

Berechnen Sie den Spannungsfall.

Lösung folgt komplett:

12.

In einer Montagehalle, mit eiener Länge von 50m, einer Breite von 20m und einer Höhe von 10,5m wird auf einer Arbeitshöhe von 0,85m eine Beleuchtungsstärke von 500Lx benötigt. Es werden Reflektorleuchten (Klasse A2) mit einem η_L = 0,8 an der Decke montiert. Es werden Natriumdampf-Hochdrucklampen NAV-TS 400W (48000lm, 40W Verluste des Vorschaltgerätes) verwendet. Der Reflektorgrad der Decke ist 0,5, der der Wände 0,3, und der des Bodens ist 0,1. Es ist mit einem Verminderungsfaktor von 0,8 zu rechnen.  (η_R abzulesen aus normalerweise beigefügter Tabelle  --> 0,68)

Wieviele Lampen sind erforderlich?

Wie groß ist der gesamte Anschlußwert der Beleuchtungsanlage?

Lösung: n = 23,94 Stück   10,56kw