Labor für Gas- und Verbrennungstechnik

Laborleitung

Prof. Dr. rer. nat. Holger Dörr
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kuck

Wissenschaftliche Mitarbeiterin
Stefanie Walter M.Eng.

Aufgaben

Das Labor für Gas- und Verbrennungstechnik beschäftigt sich traditionell mit der Prüfung und der Betriebsweise von Gasgeräten sowie dem Emissionsverhalten von Feuerungen. Arbeitsschwerpunkte neben der Ausbildung von Studierenden in den Laborpraktika sind die Untersuchungen zur Nutzung erneuerbarer Brennstoffe, vor allem Wasserstoff und Biogas aber auch von Fest- und Flüssigbrennstoffen. Intelligente Verbrennungsregelungen, verschiedene Formen von Gassensorik können neben einer umfangreichen Messtechnik für Emissionen, Gasbeschaffenheiten, Temperaturen und Effizienzen bei den Untersuchungen eingesetzt werden. Ein großer Teil dieser Messtechnik ist mobil und kann damit auch außerhalb des Labors eingesetzt werden.
Es stehen unter anderem verschiedene Gasgeräte (wandhängend, bodenstehend), zwei gasbefeuerte BHKW-Module, eine Gaswärmepumpe sowie diverse Brenner zur Verfügung. Ein Hausanschlussraum aufgebaut, um moderne Gasinstallationstechnik (Mehrspartenhauseinführung) sowie die Prüfung von Gasinnenleitungen und Gasdruckreglern zu demonstrieren.

 

Ausstattung

 

  • Versuchsstand zur Prüfung von Durchlauf-Wasserheizern (DWH) – Labor zur Vorlesung Gastechnik I
  • Versuchsstand für die Untersuchung des Wirkungsgrades und des Emissionsverhaltens von Brennwertgeräten (Bestimmung von Wirkungsgraden und Emissionen gemäß Ökodesign-Richtlinie bzw. den Verordnungen (EU) 813/2013 bzw. (EU) 811/2013) – Labor zur Vorlesung Gastechnik I
  • Versuchsstand zur verbrennungstechnischen Beurteilung von Gebläsebrennern – Labor zur Vorlesung Gastechnik II
  • Versuchsstand zur Umstellung atmosphärischer Gasbrenner – Labor zur Vorlesung Gastechnik II
  • PEM-Elektrolyseur Laborversuchsstand
  • PEM-Brennstoffzelle Laborversuchsstand
  • Versuchsstand Brennstoffzellen-Heizgerät
  • Zeolith-Gas-Wärmepumpe im System
  • 2 Gasbefeuerte Mikro-BHKW mit Pufferspeicher, Spitzenlastkessel und programmierbarem Wärmeabnahme
  • verschiedene Entwicklungsbrenner mit unterschiedlicher Sensorikausstattung angelehnt an MGARCP (Multi Gas Air Ratio Platform)
  • UV-Kamera TE-gekühlt, 4.0 MP für Flammenanalysen  und -visualisierung
  • Hausanschlussraum mit Mehrspartenhauseinführung (Gas, Wasser, Strom und Telekommunikation). Überprüfung von Reglern und Rohrleitungen (Neubau und im Bestand). Überprüfung der Verbrennungsluftversorgung (messtechnischer Nachweis).
  • Gasmischanlage auf Basis thermischer Durchflussmessung (Aufbau 2024)
  • Dichtheits- und Gasspürmesstechnik für Erdgas als auch Wasserstoff
  • Prozessgaschromatograph (PGC)
  • Verbrennungskalorimeter nach Reineke
  • korrelative Gasbeschaffenheitsmesstechnik

 

Versuchsstand Brennstoffzellen-Heizgerät
Versuchsstand Brennstoffzellen-Heizgerät (Brennstoffzelle: thermische Leistung: 1,1 kW, elektrische Leistung: 750 W) mit integriertem Spitzenlast-Brennwertgerät mit 11 kW und 200l-Speicher

 

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Zeolith-Gas-Wärmepumpe mit einer Heizleistung von 10 kW im Labor für Gas- und Verbrennungstechnik

 

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Gasbefeuertes Mikro-BHKW (1 kW el & 3 kW th) mit Pufferspeicher und Spitzenlastkessel

 

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Arbeiten am Prozessgaschromatographen

 

Abgasmesstechnik

Für die Analyse von Emissionen aus Gas-, Flüssig- oder Festbrennstoff-Feuerstätten oder der Wirkungsgradprüfung von Abgasreinigungstechniken verfügt das Labor u.a. über kontinuierlich arbeitende Messgeräte für folgende Stoffe:

  • Kohlenstoffdioxid
  • Kohlenstoffmonoxid
  • Sauerstoff
  • alle Stickstoffoxide inklusive Lachgas
  • unverbrannte Kohlenwasserstoffe
  • unverbrannter Wasserstoff
  • Staub und Feinstaub

 

Weitere Ausstattung:

  • Gaschromatograph
  • Messdatenerfassungsanlagen
  • Temperatur-, Druck-, Feuchte- und Mengenmesstechniken
  • Datenlogger, 30 Kanäle, netzwerkgestützt

 

Vorlesungsinhalte

  • Labor zur Vorlesung "Gastechnik I" (4. Semester Bachelor Energie- und Gebäudetechnik).
    Versuche: Abnahme eines Durchlaufwasserheizer
                    Effizienzbewertung an einem Gas-Brennwertgerät
  • Labor zur Vorlesung "Gastechnik II" (5. Semester Bachelor Energie- und Gebäudetechnik).
    Versuche: Atmosphärischer Gasbrenner (Brennerumstellung)
                     Emissionsverhalten eines Gasgebläsebrenners
  • Rechnerübungen zur Vorlesung "Numerische Strömungssimulation" (2. Semester Master Energiesystemtechnik)
  • Gesamtbilanzielle Bewertung des Mikro-KWK-Moduls sowie Speicherladeverhalten eines Schichtenladespeichers
  • Gasversorgungs- und Gasanwendungstechnik
  • Abgastechnik
  • Energietechnik
  • Verbrennungstechnik

 

Forschung

Abgeschlossene Forschungsvorhaben

  • Optimierung der Emissionen von Holzhackschnitzel-Kleinfeuerungsanlagen durch geeignete Brennstoffauswahl und Verbrennungsführung (OptiChip) - Experimentelle Unterstützung und Verbrennungsuntersuchungen, 04/2015 bis 04/2016
    Abschlussbericht
  • Schadstoffminimierte Verbrennung für Flüssigbrennstoffe unter Zugrundelegung eines vollautomatischen Brennerbetriebes BMBF FHProfUnt 03FH003PX2, 2012-2014
  • Stickoxidarme Verbrennung in einer neuartigen Feuerung für flüssige Brennstoffe, BMBF FHProfUnt 2008-2011
  • Durchführung von Untersuchungen zur Erlangung einer Bescheinigung "über die Maßnahmen zur Verhinderung unzulässiger Erwärmung bei Wassermangel nach DIN 4751, Teil 2 und über die Prüfung eines Heizkessels nach DIN EN 303 - 5 und DIN 4702 - und -4 (AG: Pel-lets - Innovative Heiztechnik GmbH, Bremen 2010)
  • Validierung des Einflusses von Magnetmanschetten in der Brenngaszuführungs-leitung auf den Brenngasverbrauch (AG: e.on-Avacon, Helmstedt, 2009)
  • Durchführung von Untersuchungen zum Wirkungsgrad, Emissionsverhalten sowie zur sicherheitstechnischen Ausstattung an einem holzgefeuerten Umluftofen, Auftraggeber Spänex GmbH, Uslar, 2009
  • Optimierung einer Scheitholzfeuerung, 2006-2008, Auftraggeber ENERGETEC
  • Optimierung und Modifikation einer Holzpelletfeuerung, 2006-2008, Auftraggeber Solvis Energiesysteme GmbH & Co. KG
  • PESTIS – Pellet-Stirling-Speicher, 2005-2008. INNONET-Programm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit in Kooperation mit Branchenfirmen
  • Messtechnische Untersuchungen über die Einsatzmöglichkeiten von gasgefeuerten Hellstrahlern in einem Kirchengebäude (AG: Avacon AG Helmstedt 2006)
  • Versuchstechnische Überprüfungen und Vergleich von Multigasgeräten mit konventionellen Gasgeräten [AG: Avacon AG Helmstedt 2004]
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