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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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Forschungsberichte

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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
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2013, 100 S., 53 Abb. u. 20 Tab.,
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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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Stahlhut, Maximilian
Kühlung und Wärmerückgewinnung von Rechenzentren: Die Entstehung elektrischer und thermischer Lasten
Euroheat & Power, 2022

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Bürger, Adrian; Sawant, Parantapa; Wittstadt, Ursula; Altmann-Dieses, Angelika; Pfafferott, Jens
Simulationsgestützte Systemauslegung für sorptionsgestützte, solare Kälteanlagen. Numerische Simulation ermöglicht verbesserte Dimensionierung von solarer Kälteerzeugung
HLH Lüftung/Klima, Heizung/Sanitär, Gebäudetechnik, 2022

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Kühn, Armin
Doppelter Effekt für den Klimaschutz. Energieeffiziente Kälteerzeugung
BWK Das Energie Fachmagazin, 2022

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Kühl, Lars
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Eser, Ulrich; Dütsch, Axel
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