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Aufgabe 22

Ein elektrischer Durchlauferhitzer soll Wasser mit einem Volumenstrom von 5 Litern pro Minute und einer Zuflusstemperatur von θZUFLUSS = 15 °C auf eine Endtemperatur von θEND = 50 °C erhitzen. Der Durchlauferhitzer hat einen Wirkungsgrad von η = 85 %. Verwenden Sie für alle Berechnungen die genaue Dichte von Wasser.

a) Welche elektrische Leistung nimmt das Gerät auf?
Nach zwei Jahren Dauerbetrieb hat sich das Verhalten des Durchlauferhitzers verändert. Anstatt der geforderten Endtemperatur von 50 °C erreicht das Wasser bei gleichem Durchfluss und gleicher Zeit lediglich eine Endtemperatur von 42 °C.

b) Welchen Wirkungsgrad hat das Gerät?

I.  Eine gewöhnliche Steckdose ist mit 16 A abgesichert und die Nennspannung ist
II. Treffen Sie zugunsten des Vertreters folgende Annahmen:
Wirkungsgrad Durchlauferhitzer
Zuflusstemperatur Wasser

Sie beschließen, sich einen neuen Durchlauferhitzer anzuschaffen. Ein Vertreter möchte Ihnen einen solchen verkaufen. Sein schlagendes Argument: „Diesen Durchlauferhitzer schließen Sie an eine ganz normale Steckdose an. Dabei hat er eine ganz beachtliche Leistung: in 10 Sekunden haben Sie einen Liter 50 °C warmes Wasser“. Folgende Rahmenbedingungen sind dabei zu beachten.

c) Sagt der Vertreter die Wahrheit? Begründen Sie Ihre Antwort anhand von Berechnungen.

d) Um wie viel Grad erwärmt sich das Wasser bei einem Durchsatz von 5 Litern pro Minute und einem Wirkungsgrad von 80 %? Gehen Sie davon aus, dass im Durchlauferhitzer die maximal zu- lässige elektrische Leistung umgesetzt wird.

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