Holzkirchen, 17.05.2010 Peter Matthes,Inga Eggers und Dirk Müller EBC Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik Simulationsergebnisse für die Hybride stechnik Holzkirchen, 17.05.2010 Peter Matthes,Inga Eggers und Dirk Müller EBC Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik Für die fininazielle Unterstützung dieses Projektes wird dem BMWi gedankt.
Simulationsaufbau natürliche Ideale Heizung für Ti=20 C Fensterregelung entsprechend Außen- und Innentemperatur sowie Behaglichkeitsgrenze Ideale Sonnenschutzregelung entsprechend Einstrahlung und Innentemperatur Wetterdaten aus Testreferenzjahr 05 (Essen) für durchschnittliche Temperaturen Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 3 Simulationsaufbau maschinelle Ideale Heizung für Ti=20 C Wärmerückgewinnung aus Abluft mit WRG 50% und 30% Keine natürliche Ideale Sonnenschutzregelung entsprechend Einstrahlung und Innentemperatur Wetterdaten aus Testreferenzjahr 05 (Essen) für durchschnittliche Temperaturen Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 4
Simulationsaufbau hybride Ideale Heizung für Ti=20 C Fensterregelung entsprechend Außen- und Innentemperatur sowie Behaglichkeitsgrenze Natürliche und Wärmerückgewinnung aus Abluft mit WRG 30% Ideale Sonnenschutzregelung entsprechend Einstrahlung und Innentemperatur Wetterdaten aus Testreferenzjahr 05 (Essen) für durchschnittliche Temperaturen Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 5 Belegungsprofil für Simulationen Unterrichtszeit von 8:00 Uhr bis 15:15 Uhr Vier Unterrichtsblöcke von 90 Minuten 25 Personen im Raum Berücksichtigung der Wochenenden Berücksichtigung der Feiertage und Schulferien in NRW (2009) Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 6
Arbeitsweise maschinelles System System ist in der Woche aktiviert An Wochenenden, Feiertagen und Ferien deaktiviert Von 8:00 Uhr bis 15 Uhr liefert das System den Auslegungsvolumenstrom (8,4 l/(s Person)) Außerhalb diese Zeit nur den gebäudespezifischen Volumenstrom (0,7 l/(s m 2 ) Eine minimale Raumtemperatur von 20 C wird durch die Heizung ermöglicht Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 7 Arbeitsweise hybride und natürliche System ist während Unterrichtszeit aktiviert In den Pausen findet Stoßlüftung über die Fenster statt Eine Temperaturabsenkung auf bis zu 16 C wird während der Stoßlüftung akzeptiert Eine minimale Raumtemperatur von 20 C in der übrigen Zeit wird durch die Heizung ermöglicht Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 8
smenge bei maschineller Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 9 Luftqualität bei maschineller Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 10
smenge bei natürlicher Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 11 Luftqualität bei Natürlicher Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 12
Wertung Luftqualität kann immer ausreichend Luft zur Verfügung stellen Teilweise unzumutbare Überschreitungen der CO 2 -Konzentration bei natürlicher Ausreichende Luftqualität ist bei natürlicher jedoch oft möglich Natürliche 1 2 Hybride Luftqualität Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 13 Behaglichkeit (Predicted Mean Vote) PMV: Vorhersage der mittleren Beurteilung 7-Punkte-Skala -3 sehr kalt bis +3 heiß Verschiedene Eingangsparameter (Strahlungs- und Lufttemperatur, Feuchtigkeit, Luftgeschwindigkeit und Turbulenz, Bekleidungsisolation, Aktivität) PPD: Vorhersage des Prozentsatzes Unzufriedener PMV PPD Beurteilung +3 > 90% heiß +2 75% warm +1 25% leicht warm 0 5% neutral -1 25% leicht kalt -2 75% kühl -3 > 90% kalt Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 14
PMV bei natürlicher Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 15 PMV bei maschineller (WRG=50%) Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 16
PMV bei maschineller (WRG=30%) Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 17 PMV bei hybrider Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 18
Wertung Thermische Behaglichkeit Thermische Behaglichkeit bei allen Systemen gut Unter- oder Überschreitungen von PMV = -1 oder +1 selten (<7%) Diese Unbehaglichkeitszustände lassen sich durch Anpassung der Regelstrategie abstellen Die ideale Jalousiesteuerung verhindert Überhitzungszustände im Sommer fast immer Natürliche 1 2 Hybride Luftqualität Therm. Behaglichkeit Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 19 Energiebedarf bei verschiedenen ssystemen 50% 30% Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 20
Zusammenfassung Die zu geringen sraten bei natürlicher führen zu kleinem Energiebedarf Die sehr guten SFP-Werte der dezentralen hybriden sgeräte reduzieren den Antriebsenergiebedarf gegenüber zentraler erheblich Durch einsatz von Wärmerückgewinnungssystemen lässt sich der s-heizwärmebedarf deutlich reduzieren Natürliche 1 2 Hybride Luftqualität Therm. Behaglichkeit Energiebedarf Innovative stechnik für Schulen Peter Matthes Folie 21 14. Hermann-Rietschel-Colloquium, 17.03.2010 Peter Matthes Folie 22