Bachelor of Engineering (B.Eng.)Nachhaltige Gebäude- und Energietechnik

Numerische Verfahren

Regelungstechnik

Thermodynamik 2

Voraussetzungen:

Module Mathematik 1, Mathematik 2 und Vorlesung Thermodynamik 1

Veranstaltung:

a) Thermodynamik 2

b) Wärme- und Stoffübertragung

Gesamtziele:

Aufbauend auf dem Verständnis für Energie, Entropie und Ideale Gase geht es um die Erweiterung des Wissens hin zu versorgungstechnischen Fragestellungen wie reales Gasverhalten, Kondensieren und Verdampfen von Medien sowie Bilanzierung von Arbeiten, Wärmen und Irreversibilitäten in Verdichtern und Turbinen bis hin zu den Kreisprozessen zur Wärme-, Kälte- und Krafterzeugung. Die Studierenden beherrschen die Anwendung des Wissens auf Fragestellungen und Bewertungen der Energietechnik insbesondere der Umwandlung von Wärme in Arbeit und umgekehrt.

a) Thermodynamik 2 :

Die Studenten können die Zustandswerte von realen Gasen und Dämpfen mit Hilfe von Dampftabellen und Diagrammen bestimmen und für die Auflösung von Energie- und Entropiebilanzen verwenden. Zudem kennen sie verschiedene thermische Zustandsgleichungen für reale Gase und können diese für die Berechnung von Zustandsgrößen anwenden. Sie verstehen die Grenzen ihrer Anwendung. Sie kennen und verstehen die aus der Annahme eines idealen Gases im Bereich der realen Gase auftretenden Abweichungen bei der Bestimmung der Zustandsgrößen und können dies quantifizieren. Das gleiche gilt für die Annahme des inkompressiblen Fluids im Bereich der Flüssigkeiten. Die Studenten kennen die unterschiedlichen idealen und realen thermodynamischen Prozesse zur Verdichtung un dEntspannung. Sie verstehen die dabei hinsichtlich der zu- bzw. abgeführten Arbeit und Wärme auftretenden Unterschiede und können diese Prozesse bezüglich ihrer praktischen Realisierung beurteilen. Die Studenten kennen die wichtigsten grundlegenden Kreisprozesse. Dies gilt sowohl für Prozesse mit idealen Gasen als auch mit Dämpfen. Sie können die Wirkungsgrade für die verschiedenen Prozesse berechnen und verstehen die dabei auftretenden Unterschiede. Sie verstehen den grundlegenden Unterschied zwischen rechts- und linksläufigen Prozessen und kennen die wichtigsten realen Anwendungen für Kreisprozesse in der Versorgungstechnik. Dazu gehören insbesondere die Wärmepumpe zur Wärmeerzeugung, die Klimaanlage zur Kälteerzeugung und die Dampfprozesse zur Krafterzeugung. Sie können reale Prozesse mit Hilfe der thermodynamischen Ansätze beschreiben und bezüglich der energetischen Optimierungspotenziale analysieren.

b) Wärme- und Stoffübertragung:

Ziel ist auch, ein qualitatives Verständnis für Mechanismen des Wärme- und Stofftransportes zu schaffen und diese Vorgänge quantitativ zu bestimmen.

Inhalt: 

a) Thermodynamik 2

• Zustandsgrößen im Nassdampfgebiet und dem Bereich der realen Gase
• Benutzung von Dampftafeln und Zustandsdiagrammen
• Isobare, isotherme, isochore, isenthalpe, polytrope und isentrope Zustandsänderung im p-v -, T-s -, h-s -, log p-h - Diagramm mit Nassdampfgebiet
• Thermische und kalorische Zustandsgleichungen für reale Gase, Realgasfaktor, Virialkoeffizienten,
• van-der-Waals Gleichung
• Joule-Thomson Effekt
• Phasenübergänge fest – flüssig – dampfförmig
• Thermische Maschinen (Arbeits- und Kraftmaschinen)
• Isotherme, isentrope und polytrope Verdichtung und Entspannung
• Wirkungsgrade und Gütegrade von Maschinen
• Rechts- und linksläufige Kreisprozesse (Carnot-, Joule-, Ericsson-, Gasturbinen-, Stirling-, Clausius-Rankine-Prozess) mit idealen Gasen sowie Dämpfen

b) Wärme- und Stoffübertragung

• Wärmeleitung in festen Körpern: Grundgleichung der Wärmeleitung und Lösungen (zweidimensional und eindimensional, stationär und instationär, Berechnung der Kontakttemperatur)
• Wärmeübergang bei erzwungener und freier Strömung
• Wärmedurchgang durch ebene Wände und Bauteile
• Wärmedurchgang bei berippten Oberflächen
• Betriebsverhalten von Wärmeübertragern
• Wärmeübertragung durch Strahlung, Einstrahlzahlen bei unterschiedlicher Anordnung der strahlenden Flächen
• Grundgleichung der Stoffübertragung, Analogie von Wärmeübertragung und Dampfdiffusion
• Feuchte Luft: Zustandsgrößen und Zustandsänderungen, Stofftransport bei Verdunstung und Feuchteniederschlag

Prüfungsleistung/Studienleistung:

a) Klausur 90 min

b) Klausur 90 min

Wärme- und Stoffübertragung

Gas- und Verbrennungstechnik

nik 1 und Feuerungstechnik.

Elektrische Regenerative Energien

Energieeffizienzbewertung

Gas-, Wasser- und Wasserstoffversorgung

Voraussetzungen:

Modul Grundlagen der Gebäudetechnik

Gesamtziele:

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:

• Rohrnetzsysteme für die Wasserversorgung und für die Abwasserentsorgung charakterisieren und annähernd auslegen, auch mit Hilfe von Software-Anwendungen
• Einflüsse auf Rohrleitungssysteme erdverlegter Trinkwasser- und Gasverteilsysteme erläutern
• die einschlägigen Richtlinien und Normen, sowie die Einbauvorschriften von Rohrleitungssystemen anwenden

• den rechtlichen Rahmen, die Aufgaben und die Anforderungen der Wasserversorgung darstellen;
• den Wasserbedarf ermitteln;
• die Rohwasserarten und deren Gewinnung, das Funktionsprinzip eines Brunnens beschreiben;
• die Hauptkomponente eines Wasserwerks beschreiben, auswählen und auslegen;
• die Hauptkomponente der Wasserverteilungssysteme beschreiben;
• Trinkwasserbehälter: Arten und Materialien beschreiben;

Inhalt:

Wasserversorgung)

•   Ermittlung Wasserbedarf 
• Rohwassertypen 
• Brunnenbau und Funktionsprinzip 
• Schutzgebiete
• Trinkwasseranforderungen
• Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht 
• Wasseraufbereitungsverfahren 
• Verteilungssysteme 
• Speicherung

b) Rohrnetze

• Trinkwasserbehälter und erdverlegte Trinkwasserrohrleitungen
• Anforderungen an Rohrleitungssysteme: mechanische und chemische Beeinflussung
• Rohrgraben für erdverlegte Rohrleitungssysteme
• Hausanschlussleitungen Gas-Wasser 
• Gebäudeeinführungen mit Mauerwerksabdichtung 
• Einfluss des Innendruckes auf Verbindungstechniken: Längskraftschlüssigkeit, Nicht Längskraftschlüssigkeit 
• Definition Rohrleitungsinnendrücke nach EN 805 
• Industrieller Rohrleitungsbau 
• Festpunkten, Auslegung von Materialien und Rohrwandberechnung

Prüfungsleistung/Studienleistung:

Gemeinsame Klausur über gesamtes Modul (120 Minuten)

Thermische Regenerative Energien

Urbane Umwelttechnik & Chemie

Voraussetzungen:

Modul Grundlagen der Umwelttechnik

Veranstaltung:

a) Abfallwirtschaft und -technik

b) Umweltmanagement

Gesamtziele:

Nachdem das Modul erfolgreich absolviert wurde, können die Studierenden:

• den rechtlichen Rahmen, die Aufgaben und die Anforderungen der Abfallwirtschaft darstellen;
•  Einige Maßnahmen zu Abfallvermeidung und -verwertung beschreiben und bewerten;
• Die Elemente eines Sammlungs- und Transportsystems für Abfälle beschreiben;
• die Hauptbehandlungsverfahren der Abfalltechnik beschreiben und auswählen; 
• einige Abfallbehandlungsverfahren auslegen;
• Altlastensanierungsverfahren beschreiben, bewerten und auswählen;
•  Die Prinzipien der Umweltpolitik erkennen und erklären; 
• Die Einführung von einem Umweltmanagementsystem im Detail beschreiben und planen.

Inhalt: 

a) Abfallwirtschaft und -technik

• Abfallrecht; Abfallarten, -mengen und Zusammensetzung; Vermeidung; Sammlung und Transport; Recycling; Biologische Abfallbehandlung; Thermische Behandlung; Deponierung; Definition des Begriffs „Altlasten“; Erfassung; Sanierung.

b) Umweltmanagement

 Begriffe der Nachhaltigkeit

 Allmende Güter – Umweltpolitik – Instrumente (Fallstudie) – Umweltökonomie 

Begriffe der Nachhaltigkeit 

Allmende Güter – Umweltpolitik – Instrumente (Fallstudie) – Umweltökonomie 

Umweltrecht (Fallstudie) 

Umweltstrategie in Unternehmen 

Umweltmanagementsysteme - ISO 14001 – EMAS 

Umweltprüfung, Kennzahlenentwicklung und Bewertung, Auditierung

Prüfungsleistung/Studienleistung:

a) b) Gemeinsame Klausur über gesamtes Modul (90 Minuten)

Wahlpflichtfach Energieanlagentechnik oder Heizungstechnik 1

Wahlpflichtfach ET (4.Sem)

Energiewirtschaft

Kommunale Energieversorgung

Voraussetzungen:

Vorlesungen Gastechnik 1, Strömungslehre, Wärme- und Stoffübertragung

Veranstaltung:

a) Gasversorgung

b) Fernwärmeversorgung

Gesamtziele:

Die Studierenden erarbeiten sich die Kenntnisse zur Verteilung von Gas in der öffentlichen Gasversorgung sowie dessen Anwendung in der Geräte- und Anlagentechnik. Ein weiteres Gebiet ist die Konzeption, Planung, Bau und Betrieb von Fern- und Nahwärmeversorgungssystemen. Besondere Schwerpunkte sind:

• Planung und Auslegung von Anlagen der öffentlichen und häuslichen Gasversorgung nach den Vorgaben des DVGW sowie anderer Regelwerke.
• Kenntnisse über die Verbrennungsluftversorgung sowie die Abgasabführung von Gasgeräten.
• Grundlagen der Gaspreisbildung sowie des Vertragswesens in der Gasversorgung.
• Erstellung von Wärmeversorgungskonzepten, Planung und Auslegung von Wärmeerzeugung und Wärmenetzen sowie Übergabestationen.
• Kenntnisse über die wesentlichen Arten zur Erzeugung von Strom und Wärme mittels klassischen und regenerativen Systemen sowie der Wärmeverteilung.
• Grundlagen der Rohrstatik, der Wärmepreisbildung sowie des Vertragswesens in der Wärmeversorgung.

Inhalt: 

a) Gasversorgung

• Gastransport und Gasverteilung: Druckverlustberechnung an Gasleitungen bei raumveränderlicher- und raumbeständiger Fortleitung, Netzformen.
• Ausrüstung von Gasanlagen in Gebäuden und auf Grundstücken (TRGI, TRF): Grundlagen, Leitungsanlagen, Berechnung von Leitungsanlagen nach TRGI und TRF, Verbrennungsluftversorgung.
• Abgasanlagen: Grundlagen, Arten, Berechnung
• Marketing, Tarifwesen und Absatzplanung

b) Fernwärmeversorgung

• Fern-/Nahwärme als Vorsorgungsaufgabe: Definitionen, Grundlagen für die Aufstellung von Versorgungskonzepten.
• Wärmebedarf für Heizung und TWE für zusammenhängende Versorgungsgebiete: Einflussfaktoren, Benutzungsdauer, Gleichzeitigkeit, Jahresdauerlinien und charakteristische Tagesganglinien. – Fern- und Nahwärmeerzeugungsanlagen: Heizwerke, Heizkraftwerke, KWK mit Gas- und Dampfturbinen,GuD und BHKW, regenerative Erzeugungsanlagen; spezifische Einsatzmöglichkeiten, Kosten.
• Verteilungsnetze: Netzsysteme, Verlegearten, Rohrleitungsmaterialien mit Berechnungen zur Rohrstatik, Betrieb von Wärmenetzen, Pumpen, Druckhaltung, Kosten.
• Übergabestationen und Kundenanlagen: Technische Anschlussbedingungen, Systeme zur Regelung und Messung der Wärmeübergabe für Heizung und Trinkwasser.

Prüfungsleistung/Studienleistung:

a) Klausur 60 min

b) Klausur 60 min

Energiespeicher und Sektorkopplung

Wahlpflichtfach
Netzplanung und Rohrnetze oder Wärmepumpen- und Kältetechnik

Gesamtziele:

Fachliche Vertiefung des persönlichen Studienprofils.

Inhalt: 

Das Modul Wahlpflichtfächer besteht aus Wahlfächern mit einem Umfang von insgesamt 12 SWS in den Semestern 4, 6 und 7. Als Wahlfächer werden aktuelle und industrienahe Vertiefungen angeboten. Die zur Auswahl stehenden Fächer haben einen Umfang von jeweils 2 oder 4 SWS und werden zu Semesterbeginn durch Aushang bekannt gegeben.

Prüfungsleistung/Studienleistung:

1. Klausuren 90 min und/oder 60 min

Wahlpflichtfach ET (6.Sem.)

Gesamtziele:

Fachliche Vertiefung des persönlichen Studienprofils.

Inhalt: 

Das Modul Wahlpflichtfächer besteht aus Wahlfächern mit einem Umfang von insgesamt 12 SWS in den Semestern 4, 6 und 7. Als Wahlfächer werden aktuelle und industrienahe Vertiefungen angeboten. Die zur Auswahl stehenden Fächer haben einen Umfang von jeweils 2 oder 4 SWS und werden zu Semesterbeginn durch Aushang bekannt gegeben.

Prüfungsleistung/Studienleistung:

1. Klausuren 90 min und/oder 60 min

Energietechnische Seminare