Innovativ und behaglich Eine temperaturgesteuerte Wasserwand ersetzt die Klimaanlage
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- Calvin Raske
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1 Innovativ und behaglich Eine temperaturgesteuerte Wasserwand ersetzt die Klimaanlage Menschen in Räumen 3. Mai 2017 Auf Wissen bauen
2 Inhalt Anforderungen an die Konditionierung von Aufenthaltsräumen Vor- und Nachteile bisheriger Klimatisierungssysteme Funktionsweise des neuen Raumluftkonditionierungssystems Untersuchung der Kühl- und Entfeuchtungsleistung am Objekt Systemauslegung Einsatzgebiete Gestaltungsmöglichkeiten
3 Rel. Luftfeuchte [%] Anforderungen an die Raumluftkonditionierung unbehaglich feucht Weitere Aspekte: Begrenzung von Partikeln, Schadstoffen und Gerüchen im Raum unbehaglich trocken behaglich noch behaglich Lufttemperatur [ C] Vermeidung von Zugerscheinungen und Strahlungsasymmetrien Grafik Fraunhofer IBP
4 Anforderungen an die Raumluftkonditionierung Fazit: Keime leben länger wenn die Luft sehr trocken ist Zu hohe Luftfeuchte fördert das Wachstum von Milben und Schimmelpilzen Grafik Fraunhofer IBP
5 Bisherige Klimatisierungssysteme Klima-Splitgeräte Vor- und Nachteile: Luftkühlung und -entfeuchtung Geräuschentwicklung und evtl. Zugluft keine Strahlungskühlung Energieverluste durch Luftumwälzung Hygieneprobleme bei unzureichender Reinigung und Wartung Foto Fraunhofer IBP
6 Bisherige Klimatisierungssysteme Kühldecken/-balken Vor- und Nachteile: Luft- und Strahlungskühlung ca. 25% energieeffizienter als Klima-Splitgeräte keine Luftentfeuchtung Gefahr von Tropfwasser oder Schimmelpilzwachstum deshalb Begrenzung der Kühltemperatur/Kühlleistung Grafik Uponor GmbH
7 Bisherige Klimatisierungssysteme Fotos Fraunhofer IBP
8 Klimabrunnen Funktionsweise Kühlen / Entfeuchten Grafik Fraunhofer IBP
9 Klimabrunnen Funktionsweise Befeuchten Grafik Fraunhofer IBP
10 Klimabrunnen Wärmeübertragungsprozesse Grafik Fraunhofer IBP
11 Klimabrunnen Untersuchungen Foto Fraunhofer IBP
12 Klimabrunnen Untersuchungen Fraunhofer IBP Versuchsgelände in Holzkirchen Testgebäude mit zwei identischen Räumen zur Untersuchung des Raumklimas in Klassenzimmern (Temperatur, Feuchte, CO 2 ) Fotos Fraunhofer IBP
13 Klimabrunnen Untersuchungen Gebäudegrundriss und Sensorik Test-/Referenzraumgröße 140 m³ (44 m²) Foto/Grafiken Fraunhofer IBP
14 Klimabrunnen Untersuchungen Versuchsergebnisse: Kühlleistung Randbedingungen: Wassertemp.: 4 C Außen: C Raum unbeheizt keine Befeuchtung Grafik Fraunhofer IBP
15 Relative Luftfeuchte im Raum [%] Klimabrunnen Untersuchungen Versuchsergebnisse: Enfeuchtungsleistung Randbedingungen: Wassertemp.: 4 C Raum beheizt: 26 C Befeuchtet auf 87% r.f. konstant Entfeuchtung: 0,5 kg/h entspricht 3,6 g/m³h (durchschnittliche Feuchteproduktion in Wohnungen: 1 g/m³h) Mittl. Leistung: 0,43 kw Grafik Fraunhofer IBP
16 Klimabrunnen Untersuchungen Westraum im Erdgeschoss des VERU (Versuchseinrichtung für energetische und raumklimatische Untersuchungen) Foto/Grafik Fraunhofer IBP
17 Klimabrunnen Untersuchungen Prototyp IBP Beidseitige Benetzung Höhe inkl. Becken & Rahmen ca. 2,10 m Breite inkl. Becken & Rahmen ca. 1,40 m Wasserfläche ca. 2 x 2,10 m² Foto Fraunhofer IBP
18 Klimabrunnen Untersuchungen * Wasser aus Überlauf Wasserbeckens wird im Kanister gesammelt und gewogen Wasserfilm vordere + rückseitige Oberfläche Wärmetauscher (Kältegerät außerhalb des Gebäudes) Feuchtefühler zur Steuerung des Befeuchters Messung der Beckenwassertemperatur Vor- u. Rücklauftemperatur des Kältegeräts Messbaum Raumtemperatur Globetemperatur Feuchte Befeuchter Kondensat* Raumheizung zur Regelung der Raumtemperatur: 26 C Foto Fraunhofer IBP
19 Klimabrunnen Untersuchungen C+P Prototyp Versuchsaufbau es wird nur die linke Scheibenhälfte benetzt, um die Leistung des Klimabrunnens zu reduzieren (ca. 700 l/h) Anbringen einer Sammelrinne für das Ablaufwasser, um dessen Temperatur zu messen Foto Fraunhofer IBP Höhe inkl. Becken & Rahmen ca. 2,60 m Breite inkl. Becken & Rahmen ca. 1,20 m Wasserfläche ca. 2,60 m²
20 Klimabrunnen Untersuchungen Durchfluss Kältegerät Vor- und Rücklauf Kältegerät Zulauf rechts zugedreht Zulauf links ca. 700 l/h Messung der Rücklauftemperatur in Abflussrinne Tauchfühler für die Messung der Zulauf- bzw. Vorlauftemperatur links Temperatur anlegefühler Durchfluss (Umlauf) Kälteregister Fotos Fraunhofer IBP
21 Versuchsergebnisse Kühlleistung
22 Versuchsergebnisse Entfeuchtungsleistung
23 Versuchsergebnisse Zusammenfassung Grafik Fraunhofer IBP Die flächenbezogene Kühlleistung kann bis zum 4-fachen der Leistung herkömmlicher Kühldeckensysteme erreichen!
24 Klimabrunnen Untersuchungen für den Winterfall Versuchsergebnisse: Befeuchtungsleistung Bei 30% r.f. liegt die flächenbezogene Befeuchtungsleistung je nach Wassertemperatur zwischen 3 Ltr./m² und 8 Ltr./m² am Tag
25 Systemauslegung Modellierung der Klimabrunnenleistung mithilfe hygrothermischer Gebäudesimulationsverfahren (z.b. WUFI -Plus) Grafiken Fraunhofer IBP
26 Systemauslegung Untersuchte Räume Gruppenbüro 1 Gruppenbüro 2 Einzelbüros Grafik Fraunhofer IBP
27 Systemauslegung Auswirkungen auf das Raumklima im Gruppenbüro 1
28 Systemauslegung Auswirkungen auf das Raumklima im Gruppenbüro 1
29 Systemauslegung Abstandsabhängige Strahlungskühlung - Mittlere Strahlungstemperatur Klimabrunnen Wassertemperatur 2 C 5m 5m Grafik Fraunhofer IBP
30 Einsatzgebiete Foto Karl Thomas / MEV Foto Hamik / Shutterstock
31 Einsatzgebiete Foto Moscher Peter / MEV Foto Fraunhofer IBP
32 Gestaltungsmöglichkeiten Fotos Fraunhofer IBP
33 Gestaltungsmöglichkeiten Grafiken Gregor Finger, Sebastian Wolf / Fraunhofer IBP
34 Gestaltungsmöglichkeiten Foto C+P Möbelsysteme GmbH & Co. KG
35 Gestaltungsmöglichkeiten Grafiken Gregor Finger, Sebastian Wolf / Fraunhofer IBP
36 Gestaltungsmöglichkeiten Grafik C+P Möbelsysteme GmbH & Co. KG
37 Bau 2017 Barbara Hendricks auf dem Fraunhofer Stand Foto Plettenberg / Fraunhofer-Allianz Bau
38 Danke für die Aufmerksamkeit Menschen in Räumen 3. Mai 2017 Dr. Hartwig M. Künzel Abteilungsleitung Hygrothermik Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP Fraunhoferstr Valley Telefon Fax
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