Maschinenfabrik Gg. Kiefer GmbH. Betonkernkühlung mit Zuluft. Dipl.-Ing. Clemens Kiefer

Transkript

1 Maschinenfabrik Gg. Kiefer GmbH Dipl.-Ing. Clemens Kiefer

2 Warum Zuluft als Kühlmedium? - Lufterneuerung - Kühlen - Entfeuchten Thermischer Komfort und Luftqualität wird verbessert

3 Warum Zuluft als Kühlmedium? Nutzung der energiesparenden freien Kühlung Luft steht an über 6000 h/a mit 12 C oder kälter zur Verfügung. Dadurch Energieeinsparung bis zu 50% gegenüber herkömmlichen Quellluftsystemen.

4 Warum Zuluft als Kühlmedium? Luftmenge bei Kühllastbeträgen von W/m² Die hygienisch erforderliche Außenluftmenge (7,5-10 m³/hm²)

5 Warum Zuluft als Kühlmedium? Keine Gefahr bei Undichtigkeiten Evtl. Anbohren während der Roh- und Ausbauphase unproblematisch

6 Welcher Komfort wird erreicht? - Energieübertragung über Stahlung - Lufteinbringung über Quellluftdurchlässe Bester Komfort bei der Wärmeübertragung und zugfreie Lufteinbringung

7 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 MitelwertAbl uft Os t MitelwertAbl uft West 1 MitelwertAbl uft West 2 Mitelwer taussentem p. Da tum Welcher Komfort wird erreicht? Temperat ur [ C] Betonke rn kühlu ng mitzulu ft BV Kirchh of AG, Leinf el den- Echt er di ngen Mit telw erte Ab- u nd A ußenl uf t emperatu ren [ C] vom Lufttemperatur innerhalb der DIN 1946 Teil 2 Durch die Kühllast steigt die Raumtemperatur an. Aufgrund der Trägheit der Decke steigt die Deckentemperatur in wesentlich geringerem Maß an. Somit steigt wegen des größeren Temperaturunterschiedes aber auch die Kühlleistung der Decke an. Je nach Kühllast stellt sich eine Gleichgewichtstemperatur ein.

8 Welcher Komfort wird erreicht? Entfeuchtung : Fenster können geöffnet werden Durch Entfeuchtung der Außenluft und Deckenoberflächentemperaturen oberhalb des Taupunktes, besteht keine Gefahr der Kondensation an den Deckenflächen. Bei schwüler Außenluft muß die Vorlauftemperatur nicht angehoben und damit kostbare Kühlleistung verschenkt werden.

9 Was leistet das System? Instationäre Kühlleistung Aufgrund der Speicherwirkung der Betondecke werden die Kühllasten zwischengespeichert und mit einem Zeitversatz über die Zuluft aus der Decke abgeführt. Daher können Kühllasten bis zu 80 W/m² bewältigt werden.

10 Was leistet das System? instationäre Systemkühlleistung [W/m²] CONCRETCOOL instationäre Systemkühlle istung Vo l.str. 10 m³/hm² Vol.str. 7,5 m³/hm² 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Differenz von e mpfunde ner Raum- und Deckenobe rflächente mpe ratur [K]

11 Akustik Besondere Maßnahmen sind nicht erforderlich Bei üblichen Einzelbüros sind keine Maßnahmen erforderlich. Der Aufwand bei Großraumbüros hält sich, aufgrund der vorhandenen Möblierung, ebenfalls in Grenzen bzw. kann durch geringe Maßnahmen positiv beeinflußt werden.

12 Betriebskosten Freie Kühlung und Nutzung der tiefen Außenlufttemperaturen Luft steht in Deutschland an mehr als 6000 h/a mit 12 C oder kälter zur Verfügung und muß nicht extra gekühlt werden. Diese Außenluft kann mit 12 C in das Kühlrohr eingespeist werden und erwärmt sich im Verlauf des Rohres auf annähernd Deckenkerntemperatur (Quelllufttemperatur).

13 Temperaturverlauf in Systemeinheit Lufttemperatur [ C] Durchmesser 60 mm bei 30m³/h Rohr und Temperatur der Deckenoberfläche 22 C Wärmeübertragungsgrad 90% 21,4 C 21,2 C 21,0 C 20,8 C ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 Länge [m]

14 Betriebskosten Das Nachwärmen der Außenluft auf Quelllufttemperatur erfolgt kostenlos durch die in der Decke gespeicherte Wärme des Raumes. Dadurch sind Energieeinsparungen von bis zu 50% gegenüber herkömmlichen Bauteilkühlungen inkl. Lüftungsanlage mit Quellluft erreichbar.

15 Betriebssicherheit Luft kann keine Wasserschäden verursachen Selbst ein Anbohren der Aluminiumrohre zieht keinen Schaden nach sich. Durch das Verschließen des Bohrloches ist das System wieder dicht.

16 Außenluft Da Außenluft das Kühlmedium ist werden alle Vorteile der Außenluft genutzt. Warum Zuluft als Kühlmedium? - Lufterneuerung - Kühlen - Entfeuchten Thermischer Komfort und Luftqualität wird verbessert

17 Regelung Temperaturverl auf in Systemeinhei t Lufttemperatur [ C] Du rchmes ser 60 mm be i 30m³/ h R o hr u nd Temp eratur der De cken obe rfl äch e 22 C Wärmeü bertragungsgrad 90 % 12 21,4 C 21,2 C 21,0 C 20,8 C ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 Länge [m] Einfachste Regelkonzeption - niedrige Anlagekosten Die große Masse der Betondecke dient als Puffer für die Zuluft- als auch für die Raumseite. Schwankungen kommen nur in sehr abgeschwächter Form zur Geltung. Die Zulufttemperatur wird über die Zonenablufttemperatur geregelt, die ein Maßstab für die gemittelte Zonenkühllast darstellt.

18 Optik Eigentlich sieht man nichts es sei denn man schaut in die Decken...

19 Optik

20 Einsatzgebiet Gebäudetypen Bürogebäude, Hotels, Krankenhäuser Bauweisen Betonflachdecken Ortbeton, Filigran- und Fertigdecken Deckenstärke je nach Statik cm

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

22 C O N C R E T C O O L Prinzipschnitt

23 C O N C R E T C O O L Tagesgang der Raumkühllast nach VDI Kühllastfaktor Sa 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Raum typ XL 'sehr leicht' Raum typ S 'schwer' e rfor derliche Kü hlleistung CO NCRETCO OL erforde rliche instationäre Kühlle istu ng CO NCRETCO O e rfor derlich e Kühlle istu ng e iner eben en w asserg ekühlten Kühlle is tung 0,2 0, Stunde / Tag VDI 2078 Tabelle A16 Tagesgäge der Kühllastfaktoren Sa für Strahlungswerte hinter Zweifachverglasung (geographische Breite 50 ) Auslegungsmonat Juli, Himmelsrichtung Juli, Sonnenschutz innen

24 C O N C R E T C O O L Vereinfachte Systemsimulation Kühllastfaktoren gem. VDI ,0 26,0 Quellluft Decke Raum Temperaturen in C 25,0 24,0 23,0 22,0 21,0 20,0 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 Uhrzeit

25 C O N C R E T C O O L Flexible Raumaufteilung 1250 ZU AB A A

26 C O N C R E T C O O L Temperaturmessung vom Temperatur [ C] Zone Ost Zone Wes t 1 Zone Wes t 2 Außentemperatur Mo Uhr Mo Uhr Di Uhr Di Uhr Mi Uhr Mi Uhr Do Uhr Do Uhr Zeit Fr Uhr Fr Uhr Sa Uhr Sa Uhr So Uhr So Uhr Mo Uhr Referenzobjekt: Verwaltungsgebäude Kirchhoff AG

27 C O N C R E T C O O L 40,00 35,00 Mittelwert Abluft Ost Mittelwert Abluft West 1 Mittelwert Abluft West 2 Mittelwert Ausse nte mp. Betonke rnkühlung mit Zuluft BV Kirchhoff AG, Le infe lde n-echterdingen Mittelwerte Ab- und Außenlufttemperaturen [ C] vom Temperatur [ C] 30,00 25,00 20,00 15, Da tum

28 Warum Zuluft als Kühlmedium? - Lufterneuerung - Kühlen - Entfeuchten Thermischer Komfort und Luftqualität wird verbessert

29 C O N C R E T C O O L

30 C O N C R E T C O O L