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Untersuchung und Optimierung eines solargestützten Heiz- und Klimatisierungssystems für ein Einfamilienhaus

AutorAndreas Joos
Verlagdiplom.de
Erscheinungsjahr2008
Seitenanzahl92 Seiten
ISBN9783836608022
FormatPDF
Kopierschutzkein Kopierschutz/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis48,00 EUR
Inhaltsangabe:Problemstellung: Der Trend zu einer energieeinsparenden Bauweise hat zu einer verbesserten Wärmedämmung und Abdichtung von Gebäuden geführt, um vor allem in den kälteren Jahreszeiten den Wärmeverlust zu senken und Energie bei der Heizung einzusparen. Diese Bauweise bewirkt allerdings auch, dass im Sommer selbst im mitteleuropäischen Klima die Temperaturen in den Gebäuden durch die Sonneneinstrahlung, vor allem bei großen Glasflächen, relativ hoch werden, da nur schwierig Wärme abgeführt werden kann, wenn angenehmere, kühlere Temperaturen erwünscht sind. Zudem bewirkt die hohe Dichtigkeit der Gebäude, dass der Luftaustausch mit der Umgebung fast versiegt. Dies kann zu einer unerwünschten Anreicherung von Gerüchen oder auch Schadstoffen führen. Eine kontrollierte Lüftung kann den dadurch auftretenden hygienischen und bauphysikalischen Problemen Abhilfe schaffen. Wird diese zusätzlich mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet, so können auch die Wärmeverluste im Winter minimiert werden. Das Problem der unzureichenden Wärmeabfuhr im Sommer kann dagegen eine Klimaanlage beheben. Allerdings haben konventionelle Klimaanlagen einen hohen Stromverbrauch, der bei aktuellen Kraftwerkswirkungsgraden zu einem höheren Primärenergiebedarf führt. Eine Klimaanlage hat die Aufgabe, Temperatur und Feuchte innerhalb vorgeschriebener Grenzen konstant zu halten. Dazu sollte sie alle vier thermodynamischen Luftbehandlungsfunktionen, kühlen, heizen, ent- und befeuchten, beherrschen. Zur Luftentfeuchtung gibt es prinzipiell zwei Arten, die sich in den Anforderungen an den Klimatisierungsprozess stark unterscheiden. Einerseits kann die Luft durch eine Abkühlung und die damit verbundene Taupunktsunterschreitung auf den gewünschten Feuchtegehalt gebracht werden, andererseits kann der Wasserdampf auch durch Sorption mittels hygroskopischer Stoffe entfernt werden. Je nach Anlagentyp und -standort kann man daher auch verschiedene Energieformen nutzen. Gang der Untersuchung: Ziel der Anlage, die in dieser Arbeit behandelt wird, ist es, zu zeigen, in wie weit die sorptionsgestützte Klimatisierung eines Einfamilienhauses auch durch den Einsatz von Solarenergie und der Ausnutzung der Erde als Wärmesenke zur Kühlung im Sommer zu realisieren ist. Zur sorptionsgestützten Entfeuchtung muss Wärme zur Regeneration des Sorptionsmediums bereitgestellt werden. Die Kühlung dient hier nur dazu, die Temperatur der Luft einzustellen. Dies hat den Vorteil, dass die [...]

Andreas Joos, Diplom-Ingenieur, Studium der Verfahrenstechnik an der Technischen Universität Hamburg-Harburg, Abschluss 2006. Derzeit tätig als Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Institut für Thermofluiddynamik an der Technischen Universität Hamburg-Harburg.

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Inhaltsverzeichnis
Untersuchung und Optimierung eines solargestützten Heiz- und Klimatisierungssystems für ein Einfamilienhaus1
Inhaltsverzeichnis4
Abbildungsverzeichnis6
Tabellenverzeichnis9
Quellcodeverzeichnis10
Formelzeichen und Indizes11
Kapitel 1 - Einleitung14
Kapitel 2 - Überblick Klimaanlagen16
Kapitel 3 - Systembeschreibung19
Kapitel 4 - Modellierung und Simulation24
4.1 Sorptionsrotor24
4.1.1 Physikalische Zusammenhänge25
4.1.2 Modellbeschreibung27
4.1.3 Anpassung des Rotormodells an Messdaten34
4.2 Wärmerückgewinner41
4.3 Regenerationslufterhitzer44
4.4 Zuluftkühler46
4.5 Regelung des Zuluftzustandes49
4.5.1 Regelung der Zulufttemperatur49
4.5.2 Steuerungstrategien für die Zuluftfeuchte50
4.5.3 Regelungsstrategien für die Zuluftfeuchte52
4.5.4 Vergleich zur Feuchteregelung53
4.6 Vergleich mit einer konventionellen Klimaanlage54
Kapitel 5 - Messdatenerfassung und Steuerung derAnlage59
Kapitel 6 - Messergebnisse63
6.1 Zuluft-Ventilator63
6.1.1 Messungen64
6.1.2 Auswertung67
6.2 Ventilatoren am Zuluftkühler68
6.3 ZLK und RLE69
6.4 Entfeuchtungstest71
6.5 Kühlung73
Kapitel 7 - Zusammenfassung und Ausblick80
Literaturverzeichnis83
Anhang A - Basis Modelle84
Anhang B - Messstellen89
Autorenprofil91

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