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3.3.4 Arbeitspunkt des Ventilators
Eine Überlagerung der Ventilator- und Systemkennlinie ergibt im Schnittpunkt der beiden
Kennlinien den Arbeitspunkt. Das System wird hier mit 9 Ventilatoren des Typs
KDE1212PMB2-6A (SUNON) bestückt. Deren Kennlinie wurde experimentell für
verschiedene Luftdichten bestimmt (siehe Kapitel 3.3.2). Der Kiesbettspeicher hat eine
Stirnfläche von 2 m² und eine Länge von 6 Metern. Das Diagramm 3-17 zeigt die Kennlinien
für verschiedene Luftdichten. Aus Diagramm 3-17 wird ersichtlich, dass der Volumenstrom
durch das System aufgrund des geringeren Druckverlustes auf einer Höhe von 3700m von
0,335 auf 0,38 m³/s ansteigt. Der Arbeitspunkt ist hier durch den roten Punkt gekennzeichnet.
Diagramm 3-17: Arbeitspunkt für verschiedene Höhen
Die Erhöhung des Volumenstroms beträgt prozentual ausgedrückt 13,4 Prozent. Dies kommt
der Vorhersage aus Gleichung 3.11 mit 13,7 Prozent sehr nahe. Auch wird die Annahme
bestätigt, dass die Leistungsaufnahme des Ventilators konstant bleibt. Laut Herstellerangaben
nimmt der Ventilator KDE1212PMB2-6A bei 12V eine elektrische Nennleistung von 5,1
Watt auf. Der elektrische Energiebedarf wurde auf dem Altiplano zu 5,16 Watt ermittelt.
Die Messung der Ventilatordrehzahl ergab jedoch höhere Werte als die berechneten. Hier
stieg die Drehzahl von 2800 U/min auf Meeresniveau auf 3350 U/min in 3700m Höhe. Dies
entspricht einer Steigerung von 19,6 Prozent und entspricht somit nicht dem 1.
Affinitätsgesetz, das ein direkt proportionales Verhältnis von Volumenstrom und Drehzahl
beschreibt. Eine Begründung könnte sein, dass in 3700m Höhe ein anderes Messinstrument
zum Einsatz kam, dass eventuell Messfehler beinhaltet.
Da für den Wärmetransport der Massenstrom wichtiger ist als der Volumenstrom, soll nun
auch der Einfluss auf den Massenstrom berechnet werden. Mit der Luftdichte von 0,7804
kg/m³ in 3700 m Höhe ergibt sich ein Massenstrom von 0,296 kg/s anstatt von 0,37 kg/s auf
Meereshöhe. Dies entspricht einer Reduzierung von 19,9 Prozent. Da trotzdem die gleiche
elektrische Energie zum Antrieb benötigt wird, ist der Gesamtwirkungsgrad des Antriebs
geringer.
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