Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der Verbreitung von W\u00e4rmepumpen zur Heizung aber auch zu K\u00fchlung erfordern von Planern und Ausf\u00fchrenden einfach zu bedienende Auslegungssoftware-Tools. Diese fehlen im Falle der Gasabsorptionsw\u00e4rmepumpe und des Eisspeichers komplett oder basieren nicht auf dynamischen Ans\u00e4tzen, die f\u00fcr die Optimierung wichtig sind.
\nZiel des Projektes ist es, durch die Beseitigung der genannten Hemmnisse dazu beizutragen, dass die Verbreitung optimal ausgelegter W\u00e4rmepumpen zum Heizen und zum K\u00fchlen gef\u00f6rdert wird, um so mehr Heizenergie bei Neubauten und Sanierungen zu sparen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDurch das zur F\u00f6rderung beantragte Projekt soll zu diesem Zweck ein ineinander greifendes System von Softwarewerkzeugen entwickelt werden. Dieses wird einfach zu nutzen sein, um so Akzeptanz bei Planern und Handwerkern zu finden. Es dient dazu, W\u00e4rmepumpenanwendungen im Allgemeinen auszulegen und zu optimieren und im Speziellen die Auslegung von Gasabsorptionssystemen in Kombination mit Eisspeichern \u00fcberhaupt einer durchg\u00e4ngigen Planung mit Software-Unterst\u00fctzung zug\u00e4nglich zu machen. Wesentliche Elemente dieses Systems sind:
\n\tSystem zur \u00fcberschl\u00e4gigen Auslegung unterschiedlicher W\u00e4rmepumpensysteme inkl. Gas-Absorptionsw\u00e4rmepumpe mit Eisspeicher auf Basis standardisierter Lastprofile.
\n\tSystem zur genauen Bedarfsermittlung anhand einer thermodynamischen Simulation des Geb\u00e4udes.
\n\tIntegration der Anlagentechnik in diese Simulation, um die gew\u00e4hlte technische L\u00f6sung \u00fcberpr\u00fcfen zu k\u00f6nnen.
\n\tOptimierungsroutinen f\u00fcr die Anlagentechnik auf Basis einer energetischen und wirtschaftlichen Bewertung.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Ein Weg zur Senkung des Verbrauchs an fossilen Rohstoffen liegt in der Nutzung regenerativer Energien im Bereich der Geb\u00e4udetechnik. Einsparziele lassen sich in Neubau und Sanierung gleicherma\u00dfen durch den Einsatz moderner Baustoffe und moderner innovativer Technik erreichen. Wichtig ist hierbei die intelligente Auswahl und Kombination der Mittel, um optimale Ergebnisse erreichen zu k\u00f6nnen. F\u00fcr die Bewertung der Vielzahl von Optionen und Abh\u00e4ngigkeiten ist eine komplexe Planungs- und Berechnungssoftware entwickelt worden. Diese Software ist einerseits als Berechnungswerkzeug f\u00fcr technische Planungen und wirtschaftliche Betrachtungen zu sehen, andererseits kann sie als Pr\u00e4sentationsmedium und Wissenstr\u00e4ger zur Verbreitung moderner Techniken dienen. Im Rahmen der Projektbearbeitung wurde untersucht, welche Geb\u00e4udebauteile, Anlagenkomponenten und Randbedingungen f\u00fcr die Aufgabenstellung relevant sind und welche quantitativen und zeitlichen Wechselwirkungen beachtet werden m\u00fcssen. Es wurden auch Vergleiche mit herk\u00f6mmlichen Berechnungsmethoden angestellt und die Funktionalit\u00e4t bestehender Softwareprodukte gepr\u00fcft. Aufgrund der so gewonnenen Erkenntnisse wurde best\u00e4tigt, dass eine thermodynamische Simulation eines Geb\u00e4udes im Zusammenhang mit der speziellen Anlagentechnik der geeignetste Weg zur realit\u00e4tsnahen Abbildung des Sachverhaltes ist. Dementsprechend sind Berechnungswege aus Normen und Richtlinien wie VDI 6007, 4650 und 4640 eingebunden und teilweise auch als Ergebnis der Projektdurchf\u00fchrung entwickelt worden. Bei der Anlagentechnik liegen die Neuerungen vor allem auf dem Gebiet der Modellierung der Anlagenkomponenten Eisspeicher, Dachabsorber und Absorptionsw\u00e4rmepumpe und in der Modellierung des Zusammenspiels der Anlagenkomponenten (Regelung\/Steuerung) untereinander. Besonders hervorzuheben ist die automatische Speicherdimensionierung durch die Software. Die thermodynamische Simulation erfolgt in Stundenschritten, so dass auch die Momentanwerte von bspw. Raumtemperaturen, Klima und Nutzerverhalten exakt ber\u00fccksichtigt werden. Die von Isocal durchgef\u00fchrte Validierung der Ergebnisse, also der Vergleich der Berechnungsergebnisse mit den Erfahrungen aus im Betrieb befindlichen Anlagen, konnte die Richtigkeit der Berechnung best\u00e4tigen. Dabei wurde erst einmal der Heizungsfall ber\u00fccksichtigt, die Entladung der K\u00e4lte im Eispeicher erfolgt durch Nutzung solarer W\u00e4rme. In einer zuk\u00fcnftigen Version wird auch die Nutzung der K\u00e4lte f\u00fcr die Geb\u00e4udek\u00fchlung mit einbezogen werden. Da die Software auch f\u00fcr Nicht-Experten geeignet sein soll, wurde ein nutzerfreundliches Bedienkonzept entwickelt, so dass die komplizierten Zusammenh\u00e4nge im Hintergrund bleiben und im Vordergrund ein geradliniger, \u00fcbersichtlicher Arbeitsfluss erm\u00f6glicht wird. Dadurch wird der Einstieg in das Thema erleichtert und einem breiten Anwenderkreis der Zugang erm\u00f6glicht. Das Produkt kann zur Auslegung und Planungsunterst\u00fctzung, in Beratung und Verkauf sowie auf Schulungen eingesetzt werden. Die Ergebnisprotokolle enthalten die f\u00fcr die Praxis wichtige Berechnung der W\u00e4rmepumpen-Jahresarbeitszahl. Das Softwareprodukt wird in der vereinfachten Version bereits mit Erfolg vermarktet.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die erste Version der reinen Geb\u00e4udesimulation wird zur Messe Chillventa im Oktober 2010 in N\u00fcrnberg vorgestellt. F\u00fcr die komplexe Geb\u00e4ude- und Anlagensimulation ist die Messe ISH vom 15. bis 19. M\u00e4rz 2011 in Frankfurt am Main als Vorstellungstermin geplant. Desweiteren sind Artikel in Fachpresse und Internetplattformen, Pr\u00e4sentationen bei Verb\u00e4nden und TGA-Herstellern und Werbema\u00dfnahmen im vorhandenen Kundenstamm geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Zielsetzung des Forschungsprojekts wurde in den wesentlichen Punkten erreicht. Hervorzuheben ist, dass die beiden besonders schwierigen Punkte einer thermodynamischen Geb\u00e4udesimulation mit akzeptabler Rechenzeit und der komplexen Anlagensimulation zufriedenstellend gel\u00f6st werden konnten. Das Zusammenspiel der beiden Teilkomponenten muss noch optimiert werden und soll bis Jahresende abgeschlossen sein. Es wurde ein Weg gefunden, die Komponenten Solareis-Speicher, Dachabsorber und Absorptionsw\u00e4rmepumpe in ihrer verschalteten Komplexit\u00e4t, sowie in ihren einzelnen Komponenten, mathematisch zu beschreiben und in eine einfach zu bedienende Software zu verpacken. Das entstandene Programm hat umfangreiche Einstellm\u00f6glichkeiten und kann verschiedenste Varianten der Bedarfsseite und der Bedarfsdeckungsseite abbilden. F\u00fcr die Weiterentwicklung des Programms sind weitere Module wie die Kombination der W\u00e4rmeerzeugung mit BHKW in Planung bzw. schon in der Entwicklung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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