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Inhaltsverzeichnis

Vorwort

1 Einleitung

2 Raumkonditionierung mit Bauteilaktivierung

2.1 Flächentemperiersysteme an und in der Decke

2.2 Raumflächenintegrierte bzw. eingebettete Heiz- und Kühlsysteme in der Normung

2.3 Definition von Bauteilaktivierung bzw. thermoaktiven Bauteilsystemen

2.4 Aufbau und Montage von thermoaktiven Bauteilsystemen

2.5 Qualitätssicherung auf der Baustelle und Abnahme

2.6 Einsatz von Kühlsegeln mit thermischer Aktivierung der Betondecke

2.7 Gebäude- und Energiekonzepte mit thermoaktiven Bauteilsystemen

2.8 Wirkung der Bauteilaktivierung im Raum

2.9 Kombination mit anderen Übergabesystemen

3 Behaglichkeit und die Bewertung des thermischen Komforts

3.1 Thermischer Komfort in der Normung

3.2 Bewertung des thermischen Komforts

3.3 Erfahrungen aus Gebäuden mit unterschiedlichen Kühlkonzepten

3.4 Praxisbeispiel: Nutzerzufriedenheit mit dem thermischen Komfort in zwei Bürogebäuden mit Umweltenergiekonzepten

4 Planung und Auslegung von thermoaktiven Bauteilsystemen zur Raumkonditionierung

4.1 Leistungsfähigkeit von thermoaktiven Bauteilsystemen

4.2 Konstruktive und räumliche Randbedingungen

4.3 Leistungsanforderungen an thermoaktive Bauteilsysteme

4.4 Hydraulische Planung

5 Wärme- und Kälteversorgung für thermoaktive Bauteilsysteme

5.1 Voraussetzungen für eine hohe Energieeffizienz von thermoaktiven Bauteilsystemen

5.2 Oberflächennahe Geothermie und Wärmepumpen

5.3 Besonderheiten der System- und Anlagenplanung

6 Betriebsführung und Optimierung

6.1 Grenzen der Regelbarkeit der Bauteilaktivierung

6.2 Betriebsführungsstrategie

6.3 Vergleichende Analyse hydraulischer Anlagen mit Flächentemperiersystemen

7 Ausgeführte Projekte

AURON

MAX-PLANCK-INSTITUT FÜR CHEMIE

PHARMACEUTICALS

FRAUNHOFER ISE

VIATRAFFIC

INFOSYS

SOLITÄR im Quartier Unterlinden

KREISSPARKASSE GÖPPINGEN

8 Praxiserfahrungen

8.1 Feldmessungen und Messdatenauswertung

8.2 Gebäudesteckbriefe

8.3 Erfolgsfaktoren und Anforderungen

8.4 Fehlerquellen in Planung und Ausführung

8.5 Lessons learned

9 Energieeffiziente Kühlung in unterschiedlichen (europäischen) Klimazonen

9.1 Ergebnisse einer Simulationsstudie

9.2 Evaluation auf Basis von Messdaten

9.3 Fazit

Literaturverzeichnis

Stichwortverzeichnis

Autoreninfo

Prof. Dr. Jens Pfafferott, Hochschule Offenburg; Arbeits-/Forschungsschwerpunkte: Planung und Betrieb energietechnischer Anlagen, technische Gebäudeausrüstung, Heizen und Kühlen mit Umweltenergie;
Dr. Doreen Kalz, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme; Arbeits-/Forschungsschwerpunkte: Wärme- und Kälteversorgung von Nichtwohngebäuden, Gebäude-Performanceanalyse, dynamische Gebäude- und Anlagensimulation;
Prof. Dr. Roland Koenigsdorff, Hochschule Biberach; Arbeits-/Forschungsschwerpunkte: Systemanalyse und Simulationstechnik, Geothermie, thermische Bauteilaktivierung, Monitoring und Betriebsoptimierung von Gebäuden, Anlagen und Liegenschaften.

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Handbuch der Klimatechnik
Anwendungen
7., überarb. u. erw. Aufl.
2018, XX, 760 S., 240 mm, Hardcover
VDE-Verlag

 

 

Der Band orientiert sich bei der Darstellung der Planung, Auslegung und dem Betrieb von Klimaanlagen am Ablauf der Ingenieurtätigkeiten. Die Autoren zeigen, wie raumlufttechnische Anlagen konzipiert, erstellt und schließlich auch betrieben werden müssen, damit sie mit einem Minimum an Energie die gewünschten Ergebnisse erzielen. Die Neuauflage von Band 2 behält die Gliederung der Vorauflage im Wesentlichen bei, trägt jedoch der neuesten Entwicklung der einzelnen Fachgebiete und der fortschreitenden europäischen Normung Rechnung.

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Hans-Martin Henning, Thorsten Urbaneck, Alexander Morgenstern, Tomas Núnez, Edo Wiemken, Egbert Thümmler, Ulf Uhlig
Kühlen und Klimatisieren mit Wärme
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2. erweiterte und vollst. überarb. Aufl.
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Kältemaschinen auf Basis von Niedertemperaturwärme können Büro- und andere gewerbliche Gebäude kühlen oder klimatisieren. Sie stellen damit eine energieeffiziente Alternative zu elektrisch betriebenen Kompressionskältemaschinen dar. Das Fachbuch stellt neue Verfahren vor, die Abwärme, Überschusswärme oder Sonnenenergie nutzen. Neben den geschlossenen Systemen wie Ad- und Absorptionskältemaschinen werden auch die offenen Kühl- und Entfeuchtungsverfahren thematisiert. Praxisbeispiele demonstrieren das Einsatzspektrum bis hin zu großen Fernkältenetzen. Schwerpunkte: Systemüberblick - Wärmequellen - Auslegung. Ergänzt um einen aktuellen Vergleich solarthermischer und solarelektrischer Systeme.

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Philipp Münzel
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Das Ziel der Arbeit ist es, eine Vorgehensweise für die Untersuchung und Bewertung der Auswirkungen von Energieeffizienzprojekten auf eine Prozesskette zur Herstellung eines Sitzgestells für Personenkraftwagen (PKW) zu entwickeln. Die Prozesskette umfasst dabei die Fertigungsschritte: 1. Umformen (Pressen), 2. Fügen (2.1 Metall Aktivgas- und 2.2 Laserstrahlschweißen), 3. Kathodisches Tauchlackieren (KTL), 4. Endmontage sowie teilweise haustechnische Anlagen, die als Zentralanlagen ausgeführt sind (z. B. Kältetechnik). Beim betrachteten Unternehmen handelt es sich um eine weltweit tätige Firma aus der Branche der Automobilzulieferindustrie. Die Bewertung der Energieeffizienzprojekte erfolgt durch den Vergleich verschiedener Simulationsdurchgänge. Ergebnis und Vergleichsgrundlage der Simulation ist dabei die jeweilige Energiekennlinie der Prozesse im zeitlichen Verlauf. Neben der elektrischen Energie soll in den Bereichen der kathodischen Tauchlackierung sowie des Blockheizkraftwerkes (BHKW) auch die chemische Energie (Erdgas) sowie bei den Schweißanlagen die zentrale Kühlung mit betrachtet und simulativ abgebildet werden.

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Developments in Climate Control of Historic Buildings
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Der Band fasst die aktuellen Entwicklungen in der Klimatechnik von historischen Gebäuden unter Berücksichtigung der Aspekte der Energieeffizienz zusammen. Besonderer Wert wird auf geringe Beeinträchtigungen der Bausubstanz und minimalen technischen Aufwand gelegt, was bei der Erhaltung des kulturellen Erbes und historischer Bausubstanz gleichermaßen von Bedeutung ist. Unter den besprochenen Methoden sind die Bautrocknung, Entfeuchtung, minimal invasive Kirchenheizungen und die Temperierung durch Wandheizungen von besonderer Bedeutung. Praxishinweise, innovative Konzepte, Ergebnisse europäischer Forschungsprojekte und Umweltsimulationsmodelle werden unter dem Aspekt der präventiven Konservierung und Erhaltung von Sammlungen in historischen Gebäuden betrachtet.

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Carsten Laue
Kälteerzeugung für die Gebäudeklimatisierung
Reihe Nachhaltigkeit, Band 7
Anlagenoptimierung unter ökologischen und ökonomischen Aspekten
2008, 116 S., m. 43 Abb. 21 cm, Softcover
Diplomica

 

 

In der Untersuchung wird die Kälteerzeugung zur Gebäudeklimatisierung unter ökologischen und ökonomischen Aspekten betrachtet. Dabei wird nachvollziehbar dargestellt, wie verschiedene Varianten der Kälteerzeugung an Hand des TEWI-Wertes ökologisch miteinander vergleichbar sind. Der Berechnungsalgorithmus für den TEWI-Wert wird anschaulich dargestellt und die Einflussfaktoren werden ausführlich erläutert. Die Berechnung wird für verschiedene Kälteerzeugungsanlagen für ein Einkaufszentrum vorgeführt und ist sowohl auf bestehende als auch auf neue Kälteanlagen übertragbar. Im zweiten Teil des Buches werden die ökonomischen Hintergründe der Kälteerzeugung beleuchtet. Es wird ein Berechnungsalgorithmus vorgegeben, der es ermöglicht, die Kapitalwerte unterschiedlicher Arten der Kälteerzeugung und damit die auf den Investitionszeitpunkt abgezinsten Kosten zu berechnen. Damit werden unterschiedliche Anlagentypen finanziell vergleichbar. Die Berechnungen des TEWI- und des Kapitalwertes für die verschiedenen Varianten der Kälteerzeugung werden beurteilt und graphisch dargestellt. Die Ergebnisse überraschen. So sind ökonomische und ökologische Ziele durchaus vereinbar. Dies erfordert jedoch eine Beurteilung der verschiedenen Kälteerzeugungskonzepte unter ökonomischen und ökologischen Aspekten bereits in der Planungsphase. Auf dieser Basis kann das unter beiden Gesichtspunkten optimale Anlagenkonzept verwirklicht werden.

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Forschungsberichte

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Nadine Lefort
Theoretische Untersuchung und Entwurf eines Teststandes zur Optimierung von Luftkühlern durch adiabate Kühlung
Wissenschaft, Band 40
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Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Effekt der Verdunstungskühlung auf die Energiebilanz und die Wirtschaftlichkeit eines Luftkühlers untersucht. Die so genannte adiabate Kühlung wird durch das Versprühen von Wasser in der Luft erzielt, bevor diese zur Kühlung eines Prozessmediums in den Wärmetauscher eintritt. Die energetische Analyse auf Basis von Klimadaten hat ergeben, dass in Deutschland aktuell 4 Prozent des elektrischen Energiebedarfs eines Luftkühlers durch adiabate Kühlung eingespart werden können. Der Klimawandel und wärmere Temperaturen begünstigen den Einsatz der Verdunstungskühlung, wodurch die Energieeinsparung bis zum Jahr 2035 auf 6 Prozent steigen kann. Umweltauswirkungen, wie der Primärenergiebedarf und Treibhausgasemissionen, werden so reduziert. Der Wasserbedarf für die Besprühung ist bei aktuellen sowie bei zu-künftigen klimatischen Bedingungen mit ca. 11 cbm/a bzw. 18 cbm/a verhältnismäßig gering. Die Wirtschaftlichkeit des Luftkühlers mit adiabater Kühlung ist positiv. Die jährlichen Stromkosteneinsparungen, welche aktuell rund 23.500 EUR und zukünftig rund 37.000 EUR betragen, werden durch die zusätzlichen Investitions- und Betriebskosten für das Besprühsystem lediglich um 1,6 Prozent gemindert. Auf Basis der technischen Grundlagen wurde ein Konzept für einen Teststand abgeleitet. Die anschließenden Vorversuche an einer bestehenden Pilotanlage wurden bei ungünstigen Witterungsverhältnissen durchgeführt, wodurch der Effekt der Verdunstungskühlung auf die Kühlleistung marginal war. Abschließend wurden Empfehlungen zur Optimierung des Teststandes abgeleitet, bei denen die ideale Verdunstung der Wassertropfen das primäre Ziel darstellte.

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Heiko Schiller, Ronny Mai
Berechnungs-Algorithmen für Freie und Regenerative Kühltechnologien in Nichtwohngebäuden. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2859
2013, 100 S., 53 Abb. u. 20 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit der Energieeinsparverordnung 2007 wird die Kühlung von Nichtwohngebäuden erstmalig in Deutschland Gegenstand der Energiebedarfsbilanzierung im Rahmen eines öffentlich-rechtlichen Nachweisverfahrens. Das entsprechende Berechnungsverfahren für den Kühlenergiebedarf liefert die durch die EnEV 2007 in Bezug genommene DIN V 18599 insbesondere in den Teilen 2, 3 und 7. Dieses Forschungsvorhaben bietet die Basis für eine Erweiterung dieser Berechnungsmethodik im Hinblick auf energieeffiziente Technologien und die Nutzung regenerativer Energiequellen. Dabei werden für diese Technologien Kennwerte und Berechnungsalgorithmen entwickelt, um das bestehende Kennwertverfahren der Bedarfsbilanzierung nach DIN V 18599 zu erweitern. Im Mittelpunkt des Forschungsprojektes steht dabei die Untersuchung von Systemen zur Nutzung erneuerbarer Energien und zur Freien Kühlung und die Bewertung der mit der Anwendung verbundenen Energiebedarfsreduzierung. Im Ergebnis liegen Untersuchungsergebnisse zur Erhöhung der Abbildungsgenauigkeit der Freien Kühlung mit verstärkter Fensterlüftung bzw. natürlicher Sommernachtlüftung im augenblicklichen Monatsbilanzverfahren vor. Darüber hinaus wurden die anlagentechnisch nutzbaren Möglichkeiten zur Freien Kühlung durch die Nutzung von Rückkühlwerken und Freikühlregistern hinsichtlich ihres Beitrages zur Energiebedarfsreduzierung bewertet und Kennwerte für das normative Bilanzverfahren ermittelt. Gleiches gilt für weitere alternative Kühlmethoden wie die indirekte (abluftseitige) Verdunstungskühlung, die sorptive Entfeuchtung mit DEC-Technik, die Nutzung von geothermischen Energiequellen (z. B. Grundwasser, Erdwärme) und neuartige Regelstrategien konventioneller Kälteerzeuger (z. B. Inverterregelung). Auch für diese Technologien wurden Energiekennwerte ermittelt und die Abbildung im normativen Kennwertverfahren beschrieben. Daneben wurden Bewertungsfaktoren für die Kältespeicherung und für Mehrerzeugeranlagen eingeführt und ein Berechnungsalgorithmus für einen energetischen Teilkennwert der Kältete

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Weinhold, Katja
Nachfrage steigt, Angebote sind vielseitig. Kühlen mit Wärmepumpen
Moderne Gebäudetechnik, 2020

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Will, Julian; Haberstroh, Christoph
Wasserstoffkontaminationen in Flüssighelium führen zum Versagen von Durchflusskryostaten - eine Analyse
KI Kälte Luft Klimatechnik, 2020

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Lützel, Patrick
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Schellhorn, Martin
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Stöckel, Christian; Thomas, Christiane; Hesse, Ullrich
Steuerbare Ventile für Kältemittelverdichter
KI Kälte Luft Klimatechnik, 2020

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