Zonneboiler

Op deze pagina zie je een opdracht om wat meer inzicht te krijgen in het gedrag van een zonneboiler.

We gaan er van uit dat je het model en de simulatie kent. Het model kent een boilervat bestaande uit 10 met pijpjes aan elkaar verbonden segmenten waar het water en de warmte - langzaam - doorheen kan lopen en/of diffunderen. Elk segement is iets later warm. Uit het bovenste segment kan - met een pompje - water worden getapt. In het onderste segment wordt de afgetapte hoeveelheid water steeds weer aangevuld.

Op deze pagina zie je een serie opdrachten. Probeer het maar gewoon. Stoor je niet aan eventuele windows.

De eerste serie opdrachten:

A. HET METEN VAN DE BOILER-TEMPERATUUR

Heb je de werking van de zonneboiler en het zonneboilervat - met zijn tien segmenten - een beetje begrepen. Start dan nu het simulatieprogramma door op de knop te drukken. De tijd loopt in uren. Laat de simulatie de eerste keer gewoon uitlopen. Restarten kan altijd nog. Doe daarna onderstaande serie opdrachten.

Als het extra window is opgekomen: laat dan het model lopen (via 'continu'). Je ziet gedurende twee dagen (2 x 24 uur) enkele fenomenen: met name de zon (geel) die om 6.00 uur opkomt en om 18.00 uur onder gaat en tegelijkertijd de temperatuur grafisch weergegeven worden in drie van de tien segmenten van het boilervat (rood, groen en paars).

Restart en laat de zon een keer opkomen en een keer ondergaan. Stop de simulatie rond middernacht (24 uur). (Na circa 4 streepjes.)

We gaan er van uit dat je het model en de simulatie kent. Het model kent een boilervat bestaande uit 10 met pijpjes aan elkaar verbonden segmenten waar het water en de warmte - langzaam - doorheen kan lopen en/of diffunderen. Elk segement is iets later warm. Uit het bovenste segment kan - met een pompje - water worden getapt. In het onderste segment wordt de afgetapte hoeveelheid water steeds weer aangevuld.

1. Hoe warm is het water in het zonneboilervat?


• In segment 10 (T10):
  graden celsius.
• In segment 5 (T5):
  graden celsius.
• In segment 1 (T1):
  graden celsius.

2. Wat zal er de tweede dag met het water in het zonneboilervat gebeuren? Typ hier je voorspelling:

Laat de simulatie dan nu nog eens een dag doorlopen. Stop vlak voor de 48 uur wordt bereikt.

3. Is je voorspelling uitgekomen? Typ hier ja of nee.

4. Noteer nu de temperaturen in het zonneboilervat


• In segment 10 (T10):
  graden celsius.
• In segment 5 (T5):
  graden celsius.
• In segment 1 (T1):
  graden celsius.

5. Zit er verschil in en zo ja, hoe denk je dat dat komt?


6. Wat denk je als je de boiler nog een derde dag door zou laten lopen?


B. INTERVENIEREN IN HET VERWARM-PROCES

7. Wat denk je dat er gebeurt met de temperatuur van het water als je de collectorcapaciteit verdubbeld?

• De temperatuur zal stijgen.
  Typ hier ja of nee.
• De temperatuur blijft gelijk.
  Typ hier ja of nee.
• De temperatuur zal dalen.
  Typ hier ja of nee.

Probeer het uit door de simulatie te herstarten (via de knop 'ReSet'). Je laat de simulator eenmaal lopen met de collectorcapaciteit op 100000.0 eenheden en eenmaal met de collectorcapaciteit op 200000.0 eenheden. Schrijf hieronder de temperatuur van segment 10 op als de zon onder is gegaan en alle segmenten weer ongeveer dezelfde temperatuur hebben (rond middernacht van de eerste dag).

De temperatuur in segment 10 (T10) (in graden celsius) rond middernacht:


• bij 100000.0:
  
• bij 200000.0:
  

8. Klopt je veronderstelling?

EINDE EERSTE SERIE OPDRACHTEN
Dank voor je aandacht. De antwoorden worden nu automatisch naar de docent gemailed.

Rik Min. Enschede, 10 Mei 2000. Updated 12 mrt. 2001